Introducción al electromagnetismo

INTRODUCCIÓN AL ELECTROMAGNETISMO
 ALESSANDRO VOLTA
Tuvo origen en el invento de la pila
eléctrica en 1800.
HANS CHRISTIAN OERTED
Por casualidad, el físico danés, impartía
clase de física a sus alumnos, empujo en
forma accidental una brújula que se
encontraba bajo un alambre conectado a una
pila, el cual conducía una corriente eléctrica
continua o directa ; observó con asombro
cómo la aguja realizaba un giro de 90° para
colocar perpendicularmente al alambre.
Con ello demostraba que este, además de
conducir electricidad generaba alrededor una
fuerza parecida a la de un imán.
Generaba un campo magnético, así se
descubrió el electromagnetismo.
ANDRÉ MARIE AMPERE
El científico francés (1775- 1836)
descubrió el campo magnético podía
identificarse al enrollar el alambre
conductor en forma de bobina.

INTRODUCCIÓN AL ELECTROMAGNETISMO
JOSEPH HENRY
Condujo al profesor Estadunidense, a
realizar otro descubrimiento, se le
ocurrió recubrir con material aislante a
los alambres y los enrollo alrededor
de un barra de hierro en forma de U.
Luego los conecto a una batería y
observo que la corriente eléctrica
magnetizaba al hierro y cuando la
corriente dejaba de circular entonces
desaparecía el campo magnético de
la barra de hierro. Se había
descubierto el electroimán, pieza
fundamental de los motores eléctricos.
MICHAEL FARADAY
Construyo el primer motor
experimental, suspendió un alambre
sujeto por un soporte de tal manera
que cada extremo quedase sumergido
en un dispositivo de mercurio con un
imán en el centro. cuando se hace
pasar corriente, cada extremo del
alambre se mueve en círculos
alrededor del imán.
Después del motor de Faraday se
construyeron varios tipos de motores
eléctricos que funcionaban como
baterías para taladros tornos o prensas
de presión. Sin embargo eran muy
costosos.
THÉOPHILE GRAMME
40 años después, construyo el
primer generador eléctrico o
dinamo capas de trasformar la
energía eléctrica (1826-1901).

Invento el motor e
inducción el cual tienes
usos muy amplios en
diversos aparatos
eléctricos como:
lavadoras, licuadoras,
ventiladores,
refrigeradores, bombas,
sisternas, taladros entre
otros
Nicolas Tesla
Manifestó la intima conexión
entre los campos eléctrico y
magnético al señalar: Un campo
eléctrico variable origina un
cuerpo magnético. Con su
teoría comprobó que la
electricidad y el magnetismo
existían juntos y por tanto, no
debían aislarse. Esto dio origen
ala teoría electromagnética en
ella se afirma que la luz se
propaga en ondas luminosas
era posible suponer la
existencia de otras ondas
electromagnéticas viajando
por el espacio
James Clerck Maxwell Heinrich Hertz.
Logro demostrar con la producción
de ondas electromagnéticas que
estas se desplazan por el
espacio sin necesidad de cables
conductores y que su
naturaleza es semejante a las
ondas luminosas. A finales del
siglo XlX los científicos
reconocieron la existencia de
ondas electro magnéticas y las
llamaron ondas Hertzianas como
un reconocimiento

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO
POR UNA ESPIRA
Una espira se obtiene de doblar en forma circular un conductor recto. El
espectro del campo magnético creado por ésta se origina por líneas
cerradas que rodean la corriente y por una línea recta que es ele eje
central del circuito seguido por una corriente. Al aplicar la regla de la
mano izquierda, en los diferentes puntos de la espira obtendremos en
sentido del campo magnético.
La dirección de la introducción magnética es siempre perpendicular al
plano en la cual se encuentra la espira.
Para calcular el valor de la inducción magnética o densidad de flujo (B)
en el centro de una espira se usa la siguiente expresión matemática:
B=
𝜇𝐼
2𝑟
o B= inducción magnética en
el centro de una espira, se
mide en teslas (T)
o μ= Permeabilidad del
medio en el centro de la
espira, se expresa en
Tm/A
o I= Intensidad de la
corriente que circula por la
espira su unidad en el SI
es en ampere (A)
o r=Radio de la espira, que
se mide en metros (m)

Si en lugar de una espira se
enrolla un alambre de tal
manera que tenga un numero
N de vueltas, se obtendrá una
bobina o solenoide y el valor
de su inducción magnética en
su centro cera igual a:
B=
𝑁𝜇𝐼
2𝑟

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UN
CONDUCTOR RECTO
Para estudiar como es el campo magnético producido por un conductor recto en el
cual circula una corriente eléctrica se atraviesa el conductor rectilíneo con un cartón
horizontal rígido en el momento en que circula la corriente por el conductor, se
espolvorea al cartón con limaduras de hierro y se observa que ests forman
circunferencias concéntricas con el alambre

Campo magnético formado por
un conductor recto en el que
circula una corriente directa. El
dedo pulgar señala el sentido de
la corriente ( de negativo a
positivo) y los otros dedos el
sentido del campo magnético
o B= inducción magnética en el centro
de una espira, se mide en teslas (T)
o μ= Permeabilidad del medio en el
centro de la espira, se expresa en
Tm/A
o I= Intensidad de la corriente que
circula por la espira su unidad en el SI
es en ampere (A)
o D= distancia perpendicularentre el
conductor y el punto considerado, se
mide en (m)

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UN
SOLENOIDE O BOBINA
El solenoide fue creado por andré-marie ampere en 1822
Se define como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material conductor enrollado sobre sí, a fin de que, con el paso
de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo electrónico. cuando este campo magnético aparece, comienza a operar como un
imán
Si la longitud del solenoide es mucho mayor que su radio, las líneas que salen del extremo norte se extienden en una región amplia antes
de regresar al polo sur; por esta razón, en el exterior del solenoide se presenta un campo magnético débil. sin embargo, en el interior de
éste, el campo magnético es mucho mas intenso y constante en todos los puntos.

B= ΜNI / L
DONDE:
B= DENSIDAD DE FLUJO MAGNÉTICO O INDUCCIÓN MAGNÉTICA EN EL INTERIOR DE UN SOLENOIDE , EN TESLAS (T)
Μ= PERMEABILIDAD DEL MEDIO EN EL INTERIOR DEL SOLENOIDE QUE RODEA AL CONDUCTOR, EN TM/A
I= INTENSIDAD DE LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR EL CONDUCTOR, EN AMPERE (A)
N= NUMERO DE VUELTAS O ESPIRAS
L= LONGITUD DEL SOLENOIDE, MEDIDA EN METROS(M)
Una aproximación real a un solenoide sería
una bobina en la que dentro de ella se
genera un campo magnético uniforme. Y
cuando más larga es la bobina más
uniforme es el campo

HEINRICH LENZ
• (12 de febrero de 1804 - 10 de
febrero de1865)
• Alemán del báltico conocido por formular
la ley de Lenz en 1833

OTROS APORTES
• La conductividad de los cuerpos en relación con su temperatura, descubriendo en 1843 la
relación entre ambas, lo que luego fue ampliado y desarrollado por James Prescott joule, por
lo que pasaría a llamarse "ley de joule".
• Durante un viaje con Otto Von kotzebue, Lenz estudió las condiciones climáticas y las
propiedades físicas del agua del mar.
• Comenzó a estudiar el electromagnetismo en 1831.
• Gracias a la ya nombrada ley de Lenz, se completó la ley de Faraday por lo que es
habitual llamarla también ley de Faraday-Lenz.

LEY DE LENZ
• Afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos
eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo
magnético que las induce.
• Dicha ley es una consecuencia más del principio de conservación de la energía aplicado
a la energía del campo electromagnético.

La polaridad de una tensión
inducida es tal, que tiende a
producir una corriente, cuyo
campo magnético se opone
siempre a las variaciones del
campo existente producido por la
corriente original.
• Flujo magnético.
La unidad en el SI es el weber (Wb).
• Inducción magnética.
La unidad en el SI es el tesla (T).
• Superficie definida por el conductor.
• Ángulo que forman el vector perpendicular a la
superficie por el conductor y la dirección del
campo.
 El flujo de un campo magnético
uniforme a través de un circuito
plano viene dado por:

• Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:
• A su vez, el valor del flujo puede variar debido a un cambio en el valor del campo
magnético:
• En este caso la ley de faraday afirma que la tensión inducida ℰ en cada instante tiene
por valor:
• Donde ℰ es el voltaje inducido, dφ/dt es la tasa de variación temporal del flujo
magnético Φ y N el número de espiras del conductor. La dirección del voltaje inducido
(el signo negativo en la fórmula) se debe a la oposición al cambio de flujo magnético.

MICHAEL FARADAY
• 22 septiembre de 1791-londres, 25 de agosto
de 1867.
• Fue un físico y químico británico que estudió
el electromagnetismo y la electroquímica.
• Sus principales descubrimientos incluyen
la inducción, electromagnética,
diamagnetismo y la electrólisis.

LEY DE FARADAY
• La fuerza electromotriz (FEM) inducida en un circuito formado por un conductor o una
bobina es directamente proporcional al numero de líneas de fuerza magnética cortadas
en un segundo, es decir, la FEM inducida en un circuito es directamente proporcional a
la rapidez con que cambia el flujo magnético que envuelve.

• E: F.E.M. INDUCIDA
• N: NÚMERO DE ESPIRAS DE LA BOBINA
• DF: VARIACIÓN DEL FLUJO
• DT: TIEMPO EN QUE SE PRODUCE LA
VARIACIÓN DE FLUJO.
El signo menos (-) indica que se opone a la
causa que lo produjo (ley de Lenz)

• Cuando se trata de una bobina que tiene
N número de vueltas o espiras, la
expresión matemática para calcular la
fem inducida es:
• Al calcular la fem inducida de un
conductor recto con longitud L que se
desplaza con una velocidad V en forma
perpendicular a un campo de inducción
magnética B se utiliza la expresión:
Є= BLV

SIGUE JORGE, PORTELA
LO DE DIANA ES LO DE ABAJO Y DESPUES NO SE

INDUCTANCIA E INDUCCIÓN MAGNÉTICA
GENERADOS POR UNA CORRIENTE
ELÉCTRICA
Introducción:
oMichael faraday en el año de 1831, comienzo de una nueva era para la electricidad.
oLa producción de la corriente eléctrica requiere del consumo de cualquier tipo de energía no
eléctrica.
oAntes de faraday, la energía eléctrica solo se producía transformando energía química por
medio de pilas voltaicas o acumuladores. ( Procedimiento no practico)
oFaraday trataba de verificar si era posible observar un efecto contario (oersted): si los
campos magnéticos podían generar corrientes eléctricas.

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
oEste fenómeno consiste en crear una fuerza electromotriz o una diferencia de potencial
en los extremos de un conductor en movimiento, dentro de un campo magnético
constante, o bien en reposo, dentro de un campo magnético variable.
oFaraday demostró con sus experimentos que si se podían generar corrientes eléctricas
utilizando una bobina, un imán de barra y un galvanómetro

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
1. Las corriente inducidas son aquellas producidas cuando se mueve un conductor en
sentido transversal las líneas de flujo de un campo magnético.
2. La inducción electro magnética es el fenómeno que da origen a la producción de una
fuerza electromotriz (FEM), y en una corriente eléctrica inducida, como resultado de la
variación de flujo magnético, debido al movimiento relativo entre un conductor y un
campo magnético.

INDUCTANCIA
• Los fenómenos de inducción electromagnética generados por un circuito sobre si
mismos, inductancia propia.
Ejemplo:
En una bobina circula corriente alterna. Al circular por la bobina formara un campo
magnético acelerado por ella, pero al variar el sentido de la corriente, también lo hará
alrededor de la bobina, con lo que se produce una variación en las líneas de flujo
magnético a través de ella, esto producida una FEM inducida a la bobina. La FEM
inducida con sus respectivas corrientes inducidas, son contrarias a la FEM y a las
corriente recibidas, a este fenómeno se le llama autoinducción.

INDUCTANCIA
La autoinducción es la producida por una FEM en un circuito, por la variación de la
corriente en este circuito. La FEM inducida siempre se opone al cambio de corriente. La
capacidad de una bobina de producir una FEM auto inducida, se mide en una magnitud
llamada “inductancia”. La bobina es conocida como inductor.
En los circuitos de corriente alterna, se utilizan inductores o bobinas con el objetivo de
producir, en forma deliberada, inductancia en el circuito . Cuando posee un gran numero
de espiras, tiene un alto valor de inductancia, y en caso contrario, su valor es pequeño.
L= E ; E= -L I
I t
t
t

FUERZA EJERCIDA SOBRE DOS
CONDUCTORES PARALELOS
• AMPÉRE DESCUBRIÓ QUE DOS CORRIENTES ELÉCTRICAS CIRCULANDO EN PARALELO PODÍAN REPELERSE O
ATRAERSE CON FUERZAS MAGNÉTICAS DIRECTAMENTE PROPORCIONALES A LAS INTENSIDADES DE CADA UNA
DE ELLAS. ESTO ES FÁCILMENTE DEMOSTRABLE A PARTIR DE LA LEY DE BIOT Y SAVART.
Si se tienen dos conductores rectilíneos
paralelos por los que circulan dos corrientes
eléctricas del mismo sentido I1 e I2. Tal y como
muestra la figura ambos conductores
generarán un campo magnético uno sobre el
otro, dando lugar a una fuerza entre ellos.

• PARA CALCULAR EL VALOR DE DICHA FUERZA EN PRIMER LUGAR SE OBTIENE, SEGÚN LA LEY DE BIOT Y SAVART, EL
CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR EL CONDUCTOR 1 SOBRE EL 2, QUE VENDRÁ DADO POR LA ECUACIÓN:
Este campo magnético, ejerce sobre un segmento L del conductor 2 por el que circula una corriente de intensidad I2, una fuerza cuyo
módulo será el ya calculado en el apartado 2.3 para conductores rectilíneos:
Dado que, tal y como se observa en la imagen, el campo magnético es perpendicular al conductor, el ángulo formado en este
caso
será α=90° y sustituyendo el valor antes calculado para el campo B₁ se obtiene:

Si ahora calculáramos la fuerza que ejerce el conductor 2 sobre el conductor 1 llegaríamos exactamente al mismo valor:
Por tanto ambas fuerzas son del mismo módulo y dirección, están contenidas en el mismo plano y su dirección es perpendicular a
ambos (observa la imagen). El sentido depende de la dirección de la corriente, si ambas tienen el mismo sentido su producto será
siempre positivo y apuntarán de un cable hacia el otro atrayéndolos, mientras que si tienen sentidos contrarios, el producto será
negativo y se dirigirán hacia afuera, tendiendo a separar los conductores.
La fuerza magnética ejercida entre dos conductores rectilíneos por los que circula una corriente eléctrica está contenida en el
plano que forman ambos conductores y es perpendicular a los mismos, siendo el valor de su módulo:
Esta fuerza es atractiva cuando las corrientes tienen el mismo sentido y repulsiva si el sentido es opuesto.

LEY DE FUERZA DE LORENTZ
• LA LEY DE FUERZA DE LORENTZ SE ESPECIFICA A LAS FUERZAS EJERCIDAS SOBRE CARGAS EN MOVIMIENTO.
• CUANDO LA TRAYECTORIA DEL MOVIMIENTO DE LA PARTÍCULA FORMA UN ÁNGULO Θ CON LA INDUCCIÓN
MAGNÉTICA B, LA MAGNITUD DE LA FUERZA RECIBIDA POR LA PARTÍCULA SERÁ PROPORCIONAL A LA
COMPONENTE DE LA VELOCIDAD PERPENDICULAR A B. POR TANTO, LA FUERZA F SE DETERMINA CON LA
EXPRESIÓN:

FUERZA MAGNETICA SOBRE UNA CARGA EN
MOVIMIENTO.
SOBRE UNA CARGA ELÉCTRICA EN MOVIMIENTO QUE ATRAVIESE UN CAMPO MAGNÉTICO
APARECE UNA FUERZA DENOMINADA FUERZA MAGNÉTICA. ÉSTA MODIFICA LA
DIRECCIÓN DE LA VELOCIDAD, SIN MODIFICAR SU MÓDULO.
FM=QV(B)
F = FUERZA RECIBIDA POR UNA PARTÍCULA CARGADA EN MOVIMIENTO, SU UNIDAD EN
EL SI ES EL NEWTON (N)
V = VELOCIDAD QUE LLEVA LA CARGA, SE EXPRESA EN (M/S)
B =INDUCCIÓN MAGNÉTICA DEL CAMPO, SE MIDE EN TESLAS (T)
Θ = ÁNGULO FORMADO POR LA DIRECCIÓN DE LA VELOCIDAD QUE LLEVA LA PARTÍCULA Y
LA INDUCCIÓN MAGNÉTICA.

SIEMPRE QUE HAY UN FLUJO DE CORRIENTE A TRAVÉS DE UN
CONDUCTOR EXISTE UN CAMPO MAGNÉTICO EN TORNO A ÉL, Y LA
DIRECCIÓN DE ESTE CAMPO DEPENDE DEL SENTIDO DE LA
CORRIENTE ELÉCTRICA.
CUANDO LA CORRIENTE CIRCULA DE IZQUIERDA A DERECHA, EL
SENTIDO DEL CAMPO MAGNÉTICO ES CONTRARIO A LAS AGUJAS DEL
RELOJ. SI EL SENTIDO DEL FLUJO DE LA CORRIENTE SE INVIERTE, EL
SENTIDO DEL CAMPO MAGNÉTICO TAMBIÉN SE INVIERTE.
CAMPO MAGNÉTICO ALREDEDOR DE UN
CONDUCTOR
El sentido del campo magnético es
contrario a las agujas del reloj cuando la
corriente circula de izquierda a derecha,
y viceversa

EL CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA
CORRIENTE ELÉCTRICA
• SIEMPRE FORMA ÁNGULO RECTO CON LA CORRIENTE QUE LO PRODUCE.
• EL CAMPO MAGNÉTICO TIENE DIRECCIÓN E INTENSIDAD, Y SUS LÍNEAS DE
FUERZA ESTÁN CONCENTRADAS CERCA DEL CONDUCTOR, DISMINUYENDO A
MEDIDA QUE LA DISTANCIA AL CONDUCTOR AUMENTA.
• ES DECIR EL CAMPO MAGNÉTICO DE UN CONDUCTOR NO SE LIMITA A UN SOLO
PLANO, SINO QUE SE EXTIENDE A LO LARGO DE TODA SU LONGITUD.
F= v x BFuerza magnética sobre una carga eléctrica

REGLA DE LA MANO IZQUIERDA PARA UN
CONDUCTOR
• ESTA REGLA SE BASA EN LA TEORÍA ELECTRÓNICA DEL FLUJO DE CORRIENTE DE NEGATIVO A POSITIVO, Y SE LA
EMPLEA PARA DETERMINAR EL SENTIDO DE LAS LÍNEAS DE FUERZA DE UN CAMPO ELECTROMAGNÉTICO.
Para aplicar la regla, se toma el conductor con la mano izquierda, con el pulgar
extendido en la dirección en que fluye la corriente. En esta posición, la extensión de los
dedos indica la dirección del campo magnético, que como se ha dicho, es contraria a las
agujas del reloj cuando la corriente entra desde izquierda a derecha.

REACTANCIA:
• SE DENOMINA REACTANCIA A LA OPOSICIÓN
OFRECIDA AL PASO DE LA CORRIENTE
ALTERNA POR INDUCTORES (BOBINAS)
Y CONDENSADORES, SE MIDE EN OHMIOS Y SU
SÍMBOLO ES Ω. JUNTO A LA RESISTENCIA
ELÉCTRICA DETERMINAN LA IMPEDANCIA
TOTAL DE UN COMPONENTE O CIRCUITO,DE TAL
FORMA QUE LA REACTANCIA (X) ES LA PARTE
IMAGINARIA DE LA IMPEDANCIA (Z) Y LA
RESISTENCIA (R) ES LA PARTE REAL, SEGÚN LA
IGUALDAD:
• Z= R+X*J

REACTANCIA CAPACITIVA
• LA REACTANCIA CAPACITIVA ES EL TIPO DE REACTANCIA QUE SE OPONE AL CAMBIO DEL VOLTAJE POR LO CUAL SE
DICE QUE LA CORRIENTE (I) ADELANTA AL VOLTAJE (V) POR 90°, POR LO CUAL AL REPRESENTAR ESTE
DESFASAMIENTO EN UN DIAGRAMA DE ONDA SENOIDAL Y/O DE FASORES LA CORRIENTE IRÁ 90° ADELANTE DEL
VOLTAJE
LA REACTANCIA CAPACITIVA SE REPRESENTA POR XC Y SU VALOR VIENE DADO POR LA FÓRMULA:
• EN LA QUE:
• Xc = REACTANCIA CAPACITIVA EN OHMS
C = CAPACIDAD ELÉCTRICA EN FARADS
f = FRECUENCIA EN HERTZS
W= FRECUENCIA ANGULAR

• EN LA REACTANCIA INDUCTIVA ES LO CONTRARIO A LA CAPACITIVA, EN ESTE CASO LA CORRIENTE SERÁ LA QUE SEA
ADELANTADA POR EL VOLTAJE PUESTO QUE LA REACTANCIA INDUCTIVA SE OPONE A LOS CAMBIOS DE VOLTAJE.
• LA REACTANCIA INDUCTIVA ES LA OPOSICIÓN O RESISTENCIA QUE OFRECEN AL FLUJO DE LA CORRIENTE POR UN CIRCUITO
ELÉCTRICO CERRADO LAS BOBINAS O ENROLLADOS HECHOS CON ALAMBRE DE COBRE, AMPLIAMENTE UTILIZADOS EN
MOTORES ELÉCTRICOS, TRANSFORMADORES DE TENSIÓN O VOLTAJE Y OTROS DISPOSITIVOS. ESTA REACTANCIA
REPRESENTA UNA “CARGA INDUCTIVA” PARA EL CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA DONDE SE ENCUENTRA CONECTADA.
• LA REACTANCIA INDUCTIVA ES REPRESENTADA POR Y SU VALOR VIENE DADO POR:
EN LA QUE:
•
• XL= REACTANCIA INDUCTIVA EN OHM
L = INDUCTANCIA EN HENRIOS
f= FRECUENCIA EN HERTZ
W= FRECUENCIA ANGULAR
REACTANCIA INDUCTIVA

TRANSFORMADORES
• UN TRANSFORMADOR ES UNA MÁQUINA
ESTÁTICA DE CORRIENTE ALTERNO, QUE
PERMITEVARIAR ALGUNA FUNCIÓN DE
LA CORRIENTE COMO ELVOLTAJE O LA
INTENSIDAD, MANTENIENDO LA
FRECUENCIAY LA POTENCIA, EN EL CASO
DE UNTRANSFORMADOR IDEAL.
• PARA LOGRARLO,TRANSFORMA LA
ELECTRICIDAD QUE LE LLEGA AL
DEVANADO DE ENTRADA
EN MAGNETISMO PARAVOLVER A
TRANSFORMARLA EN ELECTRICIDAD, EN
LAS CONDICIONES DESEADAS, EN EL
DEVANADO SECUNDARIO.
• LA IMPORTANCIA DE LOS
TRANSFORMADORES, SE DEBE A QUE,
GRACIAS A ELLOS, HA SIDO POSIBLE EL
DESARROLLO DE LA INDUSTRIA
ELÉCTRICA. SU UTILIZACIÓN HIZO
POSIBLE LA REALIZACIÓN PRÁCTICAY
ECONÓMICA DELTRANSPORTE DE
ENERGÍA ELÉCTRICA A GRANDES
DISTANCIAS.

“
”
COMPONENTES DE LOS TRANSFORMADORES
ELÉCTRICOS
 NÚCLEO: ESTE ELEMENTO ESTÁ CONSTITUIDO POR CHAPAS DE ACERO AL
SILICIO AISLADAS ENTRE ELLAS. EL NÚCLEO DE LOS TRANSFORMADORES ESTÁ COMPUESTO
POR LAS COLUMNAS, QUE ES LA PARTE DONDE SE MONTAN LOS DEVANADOS, Y
LAS CULATAS, QUE ES LA PARTE DONDE SE REALIZA LA UNIÓN ENTRE LAS COLUMNAS. EL
NÚCLEO SE UTILIZA PARA CONDUCIR EL FLUJO MAGNÉTICO, YA QUE ES UN GRAN
CONDUCTOR MAGNÉTICO.
 DEVANADOS: EL DEVANADO ES UN HILO DE COBRE ENROLLADO A TRAVÉS DEL NÚCLEO EN
UNO DE SUS EXTREMOS Y RECUBIERTOS POR UNA CAPA AISLANTE, QUE SUELE SER BARNIZ.
ESTÁ COMPUESTO POR DOS BOBINAS, LA PRIMARIA Y LA SECUNDARIA. LA RELACIÓN DE
VUELTAS DEL HILO DE COBRE ENTRE EL PRIMARIO Y EL SECUNDARIO NOS INDICARÁ LA
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN. EL NOMBRE DE PRIMARIO Y SECUNDARIO ES
TOTALMENTE SIMBÓLICO. POR DEFINICIÓN ALLÁ DONDE APLIQUEMOS LA TENSIÓN DE
ENTRADA SERÁ EL PRIMARIO Y DONDE OBTENGAMOS LA TENSIÓN DE SALIDA SERÁ EL
SECUNDARIO.

E) MOTOR ELÉCTRICO
CONCEPTO:
• EL MOTOR ELÉCTRICO HA REEMPLAZADO EN GRAN
MOTORES ELÉCTRICOS SON MÁQUINAS ELÉCTRICAS
ROTATORIAS. TRANSFORMAN UNA ENERGÍA ELÉCTRICA EN
ENERGÍA MECÁNICA. TIENEN MÚLTIPLES VENTAJAS, ENTRE
LAS QUE CABE CITAR SU ECONOMÍA, LIMPIEZA,
COMODIDAD Y SEGURIDAD DE FUNCIONAMIENTO PARTE A
OTRAS FUENTES DE ENERGÍA, TANTO EN LA INDUSTRIA
COMO EN EL TRANSPORTE, LAS MINAS, EL COMERCIO, O EL
HOGAR.

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR
• SE UTILIZA PARA CONVERTIR LA
CORRIENTE ALTERNA DE ALTA
TENSIÓN Y DÉBIL INTENSIDAD EN
OTRA DE BAJA TENSIÓN Y GRAN
INTENSIDAD, O VICEVERSA.
FUNCIONA SOBRE LA BASE DE LA
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.
Np= el número de vueltas del devanado del
primario
Ns= el número de vueltas del secundario
Vp= la tensión aplicada en el primario
Vs= la obtenida en el secundario
Is= la intensidad que llega al primario
Ip= la generada por el secundario
rt= la relación de transformación.

• TRANSFORMADORES
1. EN UN TRANSFORMADOR DE SUBIDA LA BOBINA PRIMARIA SE ALIMENTA CON UNA CORRIENTE ALTERNA DE 100V ¿CUÁL ES LA
INTENSIDAD DE LA CORRIENTE EN EL PRIMARIO, SI EN EL SECUNDARIO LA CORRIENTE ES DE 3A CON UN VOLTAJE DE 800V?
DATOS:
Vp=100v
Ip=?
Is=3A
Vs=800v
FORMULA:
VpIp=VsIs
DESPEJE:
Ip= VsIs/Vp
SUTITUCIÓN Y RESULTADO:
Ip=800Vx3A/110v=21.8A
Ip=21.8A
UN TRANSFORMADOR REDUCTOR DE VOLTAJE ES EMPLEADO PARA DISMINUIR UN VOLTAJE DE800V A 220V. CALCULAREL
NÚMERO DE VUELTAS EN EL SECUNDARIO, SI EN EL PRIMARIO SE TIENE 9000 ESPIRAS.
DATOS:
Vp=800v
Vs=220v
Ns=?
Np=9000
FORMULA:
Vp/Vs=Np/Ns
DESPEJE:
Ns=NpVs/Vp
SUTITUCIÓN Y RESULTADO:
Ip=9000Vx200V/800v=248
Ns=248 espiras

PARTES DE UN MOTOR ELÉCTRICO
• LÓGICAMENTE CUANTAS MÁS ESPIRAS Y MÁS IMANES TENGA NUESTRO MOTOR, MAYOR SERÁ SU
FUERZA, YA QUE SE SUMARÍAN TODAS LAS FUERZAS DE TODAS LAS ESPIRAS E IMANES.
• SU COLOCAMOS LAS ESPIRAS SOBRE (ENGANCHADAS) A UN EJE, LAS ESPIRAS AL GIRAR HARÁN QUE
GIRE EL EJE. ESTA PARTE MÓVIL, EL EJE CON LAS ESPIRAS, ES LO QUESE LLAMA EL ROTOR DEL MOTOR.
ESTAS ESPIRAS SE LLAMAN BOBINADO DEL MOTOR, TIENE UN PRINCIPIO,EN LA PRIMERAESPIRA, Y UN
FINAL EN LA ÚLTIMA ESPIRA. EN DEFINITIVA ES UN SOLO CABLE QUE LOENROLLAMOS EN MUCHAS
ESPIRAS. POR EL PRINCIPIO DE ESTE BOBINADO SERÁ POR DONDE ENTRE(METAMOS) LA CORRIENTE
ELÉCTRICA Y SALDRÁ POR EL FINAL.
• SI AHORA COLOCAMOS VARIOS IMANES FIJOS ALREDEDOR DE ESTE ROTOR,TENDREMOS UNA PARTE
FIJA QUE SE LLAMA EL ESTATOR.
• TODO ESTE BLOQUE, ROTOR Y ESTATOR, IRÁ COLOCADO SOBRE UNA BASE PARA QUE PUEDA GIRAR EL
ROTOR (SOBRE RODAMIENTOS) Y QUE ADEMÁS CUBRIRÁ TODO EL BLOQUE PARA QUE NO SE VEA. ESTE
BLOQUE ES LO QUE SE LLAMA LA CARCASA DEL MOTOR.
• ADEMÁS TODOS LOS MOTORES ELÉCTRICOS TIENEN ESCOBILLAS POR DONDEENTRA Y SALE LA
CORRIENTE AL BOBINADO Y ADEMÁS LOS DE C.C. (CORRIENTE CONTINUA)TIENEN DELGAS.

BASES DE UN MOTOR ELÉCTRICO
• TODO MOTOR SE BASA EN LA IDEA DE QUE EL MAGNETISMO PRODUCE UNA FUERZA FÍSICA QUE
MUEVE LOS OBJETOS. EN DEPENDENCIA DE CÓMO UNO ALINEE LOS POLOS DE UN IMÁN, ASÍ
PODRÁ ATRAER O RECHAZAR OTRO IMÁN.
• SE UTILIZA LA ELECTRICIDAD PARA CREAR CAMPOS MAGNÉTICOS QUE SE OPONGAN ENTRE SÍ,
DE TAL MODO QUE HAGAN MOVERSE SU PARTE GIRATORIA, LLAMADO ROTOR.
• EN EL ROTOR SE ENCUENTRA UN CABLEADO, LLAMADO BOBINA, CUYO CAMPOMAGNÉTICO ES
OPUESTO AL DE LA PARTE ESTÁTICA DEL MOTOR
• SI EL MECANISMO TERMINARA ALLÍ, CUANDO LOS POLOS SE ALINEARAN ELMOTOR SE
DETENDRÍA. POR ELLO, PARA QUE EL ROTOR CONTINÚE MOVIÉNDOSE ES NECESARIO INVERTIR
LA POLARIDAD DEL ELECTROIMÁN.
• LA FORMA EN QUE SE REALIZA ESTE CAMBIO ES LO QUE DEFINE LOS DOSTIPOS DE MOTOR
ELÉCTRICO.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
• LOS MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA Y LOS DE CORRIENTE CONTINUA SEBASAN EN EL MISMO
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO, EL CUAL ESTABLECE QUE SI UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA
CORRIENTE ELÉCTRICA SE ENCUENTRA DENTRO DE LA ACCIÓN DE UN CAMPOMAGNÉTICO, ÉSTE TIENDE A
DESPLAZARSE PERPENDICULARMENTE A LAS LÍNEAS DE ACCIÓN DEL CAMPOMAGNÉTICO.

TIPOS DE MOTORES
• MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA:
• LA MAYORÍA DE ESTOS FUNCIONAN CON CORRIENTE
ALTERNA (AC), LA QUE CAMBIA LA DIRECCIÓN DEL
FLUJO MUCHAS VECES EN UN SEGUNDO.
• LAS ÁREAS DE POLARIDAD POSITIVA Y NEGATIVA EN
EL ELECTROIMÁN SE REVIERTEN Y ALTERNAN, LO QUE
MANTIENE EL EJE GIRANDO.
• POR SU VELOCIDAD DE GIRO.
• 1.1 ASÍNCRONOS. UN MOTOR SE CONSIDERA
ASÍNCRONO CUANDO LA VELOCIDAD DEL CAMPO
MAGNÉTICO GENERADO POR EL ESTATOR SUPERA A
LA VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR.
• 1.2 SÍNCRONOS. UN MOTOR SE CONSIDERA
SÍNCRONO CUANDO LA VELOCIDAD DEL CAMPO
MAGNÉTICO DEL ESTÁRTOR ES IGUAL A LA
VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR. RECORDAR QUE EL
ROTOR ES LA PARTE MÓVIL DEL MOTOR.

• POR EL TIPO DE ROTOR.
• – 2.1MOTORES DE ANILLOS ROZANTES.
• – 2.2MOTORES CON COLECTOR.
• – 2.3MOTORES DE JAULA DE ARDILLA.
POR SU NÚMERO DE FASES DE ALIMENTACIÓN.
– 3.1 MOTORES MONOFÁSICOS.
– 3.2 MOTORES BIFÁSICOS.
– 3.3 MOTORES TRIFÁSICOS.
– 3.4 MOTORES CON ARRANQUE AUXILIAR BOBINADO.
– 3.5 MOTORES CON ARRANQUE AUXILIAR BOBINADO
Y CON CONDENSADOR.
• MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA:
PERO TAMBIÉN EXISTEN LOS MOTORES QUE TRABAJAN
CON CORRIENTE CONTINUA (DC). ESTOS OBTIENEN LA
ELECTRICIDAD DE UN BATERÍA.
PARA LOGRAR EL PROCESO DE INVERSIÓN POSEEN
UNA PIEZA LLAMADA CONMUTADOR QUE ALTERNA
DENTRO DEL ELECTROIMÁN LA DIRECCIÓN DE LA
CORRIENTE, UNA SUERTE DE ALTERNANCIA
ARTIFICIAL, Y CAMBIA LA POLARIDAD DEL CAMPO
MAGNÉTICO.
TIPOS:
- MOTORES DE EXCITACIÓN EN SERIE.
– MOTORES DE EXCITACIÓN EN PARALELO.
– MOTORES DE EXCITACIÓN COMPUESTA.

F) SINTESIS DE MAXWELL
• JAMES CLERK MAXWELL. FÍSICO ESCOCÉS (1831-
1879) QUE UNIFICO LA ELECTRICIDAD Y EL
MAGNETISMO Y PREDIJO LA EXISTENCIA DE
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. DEMOSTRÓ ENTRE
1864-73 QUE LA ELECTRICIDAD Y EL
MAGNETISMO NO PODÍAN EXISTIR
AISLADAMENTE, ALLÍ DONDE HAY UNO ESTÁ EL
OTRO.
• MAXWELL ESTABLECIÓ UNA SÍNTESIS DE TODOS
LOS DESCUBRIMIENTOS ANTERIORES: LOS DE
OERSTED, AMPÈRE, GAUSS, FARADAY, ENTRE
OTROS; UNIFICANDO LOS FENÓMENOS
ELÉCTRICOS, MAGNÉTICOS Y LUMINOSOS. SUS
RESULTADOS SE RESUMEN EN CUATRO
ECUACIONES TAN FUNDAMENTALES PARA LA
FÍSICA COMO LO SON LAS LEYES DE NEWTON.

1ER ECUACIÓN DE MAXWELL
• LAS CARGAS ELÉCTRICAS GENERAN CAMPOS ELÉCTRICOS
CUYAS LÍNEAS DE FUERZA TIENEN COMIENZO Y FIN. (LEY DE
GAUSS, EXPLICA LA RELACIÓN ENTRE EL FLUJO DEL CAMPO
ELÉCTRICO Y UNA SUPERFICIE CERRADA.) LA LEY DICE QUE EL
FLUJO ELÉCTRICO A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE CERRADA ES
PROPORCIONAL A LA DENSIDAD CARGA QUE HAY EN EL
INTERIOR DE LA SUPERFICIE. EN ELECTROSTÁTICA, PUEDE
INTERPRETARSE ENTENDIENDO EL FLUJO COMO UNA MEDIDA
DEL NÚMERO DE LÍNEAS DE CAMPO QUE ATRAVIESAN LA
SUPERFICIE EN CUESTIÓN. PARA UNA CARGA PUNTUAL, SI
ESTE NÚMERO ES CONSTANTE LA CARGA ESTÁ CONTENIDA EN
LA SUPERFICIE Y SI ES NULO ESTÁ FUERA DE LA SUPERFICIE.
• 1) LEY DE GAUSS PARA EL CAMPO ELÉCTRICO

3ER ECUACIÓN DE MAXWELL
• UN CAMPO MAGNÉTICO VARIABLE INDUCE UN CAMPO
ELÉCTRICO VARIABLE. (EXPRESA EN TÉRMINOS DE
CAMPOS MAGNÉTICOS Y CORRIENTES ELÉCTRICAS EL
DESCUBRIMIENTO DE OERSTED, LEY DE AMPERE
GENERALIZADA) EN EL CASO ESPECÍFICO ESTACIONARIO
ESTA RELACIÓN CORRESPONDE A LA LEY DEAMPÉRE.
PARA CAMPOS NO ESTACIONARIOS, LOS QUE VARÍAN CON
EL TIEMPO; MAXWELL REFORMULÓ ESTA LEY
AÑADIÉNDOLE EL ÚLTIMO TÉRMINO, CONFIRMANDO QUE
UN CAMPO ELÉCTRICO QUE VARÍA CON EL TIEMPO
PRODUCE UN CAMPO MAGNÉTICO.
• 3) LEY DE AMPERE PARA CAMPOS
ESTACIONARIOS

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