El documento describe los principios básicos de la inducción electromagnética y sus aplicaciones. Explica cómo funcionan los electroimanes y cómo producen campos magnéticos al pasar corriente eléctrica por una bobina. También describe algunos usos comunes de los electroimanes como timbres eléctricos, cerraduras eléctricas y grúas.

1. Inducción
Electromagnética
Presentado por:
Daniela Uribe Robayo
Daniela Arango Pulido
Grado 11.01
Presentado a:
Alberto Benavides
Escuela Normal Superior De Ibagué
2012

2. Aplicaciones

3. Electroimán
Un electroimán, es un imán, que funciona como tal en la medida que pase
corriente por su bobina. Dejan de magnetizar, al momento en que se corta
la corriente. Un electroimán, es compuesto en su interior, por un núcleo de
hierro. Núcleo al cual, se le ha incorporado un hilo conductor, recubierto de
material aislante, tal como la seda o el barniz. Hilo que tiene que ir
enrollado en el
núcleo, para que el electroimán funcione. Otra manera de hacer funcionar
un electroimán, es de la manera contraria. Cesando el paso de la
corriente, por su núcleo. Esto sucede, cuando un electroimán, cuenta con
un núcleo de acero. Con lo cual, queda funcionando al igual, que un imán
corriente.

4. Los electroimanes tienen muchos
usos, por ejemplo:
• Un timbre eléctrico - Los electroimanes hacen que el martillo
vibre de acá para allá, tocando el timbre.
• Una cerradura eléctrica - Cuando se ha contestado al
interfono, la puerta puede abrirse desde el piso de arriba. Un
electroimán tira del cerrojo para abrirlo. Cuando se
desconecta, el cerrojo vuelve atrás.
• Una grúa - Una grúa para chatarra puede levantar un coche
entero. Lo mueve a su posición, y se desconecta para soltarlo.
• Una herramienta de cirujano - Un cirujano oftalmólogo puede
sacar restos de acero del ojo de un paciente usando un
electroimán. Se aplica corriente hasta que tira sólo lo suficiente
para quitar suavemente el metal.

5. El tipo más simple de electroimán es un trozo de alambre enrollado. Una
bobina con forma de tubo recto (parecido a un tornillo) se
llama solenoide, y cuando además se curva de forma que los extremos
coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnéticos
mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de
material paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro
dulce o ferrita, aunque también se utiliza el llamado acero eléctrico) dentro
de la bobina. El núcleo concentra el campo magnético, que puede entonces
ser mucho más fuerte que el de la propia bobina.
Los campos magnéticos generados por bobinas se orientan según la regla de
la mano derecha. Si los dedos de la mano derecha se cierran en torno a la
dirección de la corriente que circula por la bobina, el pulgar indica la
dirección del campo dentro de la misma. El lado del imán del que salen las
líneas de campo se define como «polo norte».
Además, dentro de la bobina se crean corrientes inducidas cuando ésta está
sometida a un flujo variable. Estas corrientes son llamadas corrientes de
Foucault y en general son indeseables, puesto que calientan el núcleo y
provocan una pérdida de potencia

6. El parlante se encarga de transformar en
sonido las señales eléctricas que llegan al
amplificador de un equipo de sonido.
La mayoría de los parlantes de bobina móvil
tienen 5 partes básicas (ver Figura):
Bobina móvil cilíndrica (1)
imán anular (2)
disco (3)
y cilindro central (4)
concéntricos (ambas piezas de material
ferromagnético muy permeable al campo
magnético),
y 'cono' o diafragma cónico (5)de cartón o
plástico, adherido a la bobina.

7. Implicaciones del efecto Hall
Este fenómeno tiene dos conse-cuencias principales. La primera es que
la acumulación de cargas en un lado de la placa, en el campo así
creado, implica que el otro lado tie-ne una carga opuesta, creándose
entonces una diferencia de poten-cial; la segunda es que la carga
po-sitiva posee un potencial superior al de la carga negativa. La medida
del potencial permite, por tanto, de-terminar si se trata de un campo
positivo o negativo.
En la mayor parte de los metales, la carga es negativa, pero en algu-nos
metales como el hierro, el zinc, el berilio y el cadmio es positiva, y en
los semiconductores es positiva y negativa al mismo tiempo. Hay una
desigualdad entre los inter-cambios negativos y los positivos; también
en este caso, la medida del potencial permite saber cuál domi-na, el
positivo o el negativo.

8. Campo magnético terrestre
Es el campo magnético que se
extiende desde el núcleo interno de la
Tierra hasta su confluencia con
el viento solar, una corriente de
partículas de alta energía que emana
del Sol. Es aproximadamente el campo
de un dipolo magnético inclinado en
un ángulo de 11 grados con respecto a
la rotación del eje, como si hubiera
un imán colocado en ese ángulo en el
centro de la Tierra.

9. Origen del campo
magnético terrestre
El origen del campo terrestre permanece aún
sin una explicación definitiva, si bien la teoría
comúnmente aceptada es la generación del
campo magnético por el Efecto Dinamo. Esta
teoría muestra como un fluido conductor en
movimiento (como es el magma terrestre)
puede generar y mantener un campo
magnético como el de la Tierra. Por ser de
clase variable el campo magnético tiende a ser
de género adyacente esto quiere decir que por
no pertenecer a un ángulo trascendente
obtuso la variación del campo no está
perfectamente determinada por un patrón
común.

10. Variaciones del campo magnético terrestre
El campo magnético de la Tierra varía en el curso de las eras geológicas, es lo que se denomina
variación secular. Según se ha comprobado por análisis de los estratos al considerar que los
átomos de hierro contenidos tienden a alinearse con el campo magnético terrestre. La dirección
del campo magnético queda registrada en la orientación de los dominios magnéticos de las rocas
y el ligero magnetismo resultante se puede medir.
Midiendo el magnetismo de rocas situadas en estratos formados en periodos geológicos distintos
se elaboraron mapas del campo magnético terrestre en diversas eras. Estos mapas muestran que
ha habido épocas en que el campo magnético terrestre se ha reducido a cero para luego
invertirse.
Durante los últimos cinco millones de años se han efectuado más de veinte inversiones, la más
reciente hace 700.000 años. Otras inversiones ocurrieron hace 870.000 y 950.000 años. El estudio
de los sedimentos del fondo del océano indica que el campo estuvo prácticamente inactivo
durante 10 o 20 mil años, hace poco más de un millón de años. Esta es la época en la que
surgieron los seres humanos.
No se puede predecir cuándo ocurrirá la siguiente inversión porque la secuencia no es regular.
Ciertas mediciones recientes muestran una reducción del 5% en la intensidad del campo
magnético en los últimos 100 años. Si se mantiene este ritmo el campo volverá a invertirse dentro
de unos 2.002 años.

11. El Transformador
Hace algo más de un siglo que se inventó este dispositivo que ha hecho
posible la distribución de energía eléctrica a todos los hogares, industrias,
etc. Si no fuera por el transformador tendría que acortarse la distancia que separa a
los generadores de electricidad de los consumidores.
Se denomina transformador a un dispositivo electromagnético que permite aumentar o disminuir
el voltaje y la intensidad una corriente alterna de forma tal que su producto permanezca constante (ya
que la potencia que se entrega a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, tiene que
ser igual a la que se obtiene a la salida).Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno
de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas
devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce. Este conjunto de vueltas se denominan: Bobina
primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o Secundario" a
aquella que entrega el voltaje transformado.

12. La representación esquemática del transformador es la siguiente:
La Bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, una
corriente alterna.
- Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro
- Como el bobinado secundario está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el
flujo magnético circulará a través de las espiras de éste.
- Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", se
generará por el alambre del secundario un voltaje Habría una corriente si hay una
carga (el secundario está conectado a una resistencia por ejemplo)
La razón de la transformación del voltaje entre el bobinado "Primario" y el
"Secundario" depende del número de vueltas que tenga cada uno. Si el número
de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple
de voltaje.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado
primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es
directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y
secundario (Ns) .

13. Generadores
electromagnéticos
Hemos visto, mediante el experimento de Faraday, que para que
un campo magnético induzca una corriente eléctrica debe haber
un movimiento de un imán en las proximidades de una bobina; o
también puede inducirse si hacemos girar la bobina dentro del
campo magnético de un imán. Esta es la base de los generadores
electromagnéticos. Para hacer girar la bobina dentro del campo
magnético del imán, utilizaremos energía mecánica, hidráulica,
térmica o nuclear que transformaremos en energía eléctrica.

14. Si la corriente eléctrica es continua, el generador es una
dinamo; pero si obtenemos corriente alterna, el generador es
un alternador, un generador más complicado que el primero y
más utilizado en las industrias y ciudades. Los alternadores
constan esencialmente de dos partes:
•El rotor, que es la parte que gira.
•El estátor, que es la parte que permanece fija.