El documento trata sobre el magnetismo y el campo magnético. Explica que los imanes naturales están formados por elementos como hierro, cobalto y níquel y tienen dos polos llamados norte y sur. También describe que el campo magnético se puede producir al hacer circular una corriente eléctrica por un conductor y que la fuerza magnética actúa sobre partículas cargadas en movimiento dentro de un campo magnético. Finalmente, resume que los transformadores permiten aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna mediante el uso de dos bob

1. Magnetismo y Campo Magnético

2. IMANES Un imán es un mineral metálico que tiene la propiedad de atraer a otros metales. Los imanes naturales están formados por elementos como hierro, cobalto y níquel. Se observó que un trozo de material ferromagnético puesto en las cercanías de un imán muy poderoso (o frotado con él), adquiría las mismas propiedades (imanes artificiales).

3. EL MAGNETISMO El magnetismo se presenta en la naturaleza de dos formas: magnetismo terrestre y la magnetita (óxido de hierro o piedra imán). Existen imanes naturales, artificiales y electroimanes. Todos ellos tienen la característica de atraer materiales ferrosos. Los imanes tienen dos polos, llamados norte y sur, los del mismo tipo se repelen y los polos distintos se atraen. Las brújulas son un tipo especial de imán, que se utilizan para orientarse geográficamente, utilizando el magnetismo terrestre.

4. POLOS DE UN IMÁN El polo norte de un imán se orienta hacia el polo sur magnético, que está próximo al polo norte geográfico. El polo sur del imán se orienta hacia el polo norte magnético, que está próximo al polo sur geográfico

5. Si se divide un imán, no se aisla un polo, se crean dos imanes menores

6. Visualización del campo magnético El campo magnético se representa mediante líneas que se dirigen del polo norte al polo sur

7. Dominios magnéticos Dominios orientados al azar Alineación de los dominios magnéticos

9. La brújula La brújula consiste en una aguja imantada que siempre señala el Norte, debido a que la aguja se siente atraída por los polos magnéticos Norte y Sur de la Tierra.

10. El campo magnético de la Tierra Es un fenómeno natural originado por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta y está presente en la Tierra y en otros cuerpos celestes como el Sol. No es estable, sino que se desplaza en el curso de las eras geológicas (actualmente a 40 km/año). El polo norte magnético, está cerca del polo norte geográfico (a unos 1600 - 1800km del polo norte) El polo sur magnético se encuentra al sur de Australia (a unos 2600 km del polo sur). Existe en la actualidad una inversión magnética (el norte magnético es en realidad un polo sur).

11. LA TIERRA: UN IMÁN

13. ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO Hasta 1820, se pensó que el magnetismo era independiente de la electricidad. En ese año, Hans Oersted descubrió que una corriente eléctrica desvía la aguja de una brújula. Estableciéndose que el magnetismo estaba relacionado con la electricidad, por lo que pueden ser estudiados de manera conjunta. El electromagnetismo, que es una disciplina de la Física, permite entender los fundamentos de la generación de energía eléctrica.

14. Experimento de Oersted

16. Cuando muchas cargas se mueven por un conductor rectilíneo (circulación de corriente eléctrica) se produce un campo magnético, formando círculos concéntricos en torno al conductor rectilíneo. CORRIENTE ELÉCTRICA Y CAMPO MAGNÉTICO

17. Campo magnético de un alambre recto y largo “si se sujeta el alambre con la mano derecha, con el pulgar en la dirección de la corriente, como en la figura, los dedos se curvan en la dirección de B” El módulo de B está dado por: = Permeabilidad magnética del vacío 4∏ x 10-7 Tm/A

18. Fuerza Magnética Como resultado de los estudios que acabamos de citar fue posible establecer el principio básico de todos los fenómenos magnéticos: cuando cargas eléctricas están en movimiento, entre ellas surge una fuerza que se denomina fuerza magnética. La desviación en la aguja del experimento de Oersted, se debió a la existencia de dicha fuerza.

19. Para una partícula electrizada positivamente con carga q, que se mueve con una velocidad v por un punto donde existe un campo magnético B, queda sujeta a la acción de una fuerza magnética F que tiene las características siguientes: - Módulo: ⎜F⎥ = q · v · B sen θ, donde θ es el ángulo entre v y B. - Dirección: F es perpendicular a v y B. - Sentido: dado por la “regla de la mano izquierda”, que se ilustra en la figura

21. Notas: - Si la carga q fuese negativa, el sentido de la fuerza magnética será contraria a la que se obtiene para una carga positiva. - Si la carga entra paralela a un campo magnético, la fuerza magnética es nula. - La intensidad de la fuerza magnética es máxima, cuando entra perpendicular al campo magnético. - Una carga eléctrica en reposo no interactúa con un campo magnético. - La unidad de medida en el S.I del campo magnético, es el Tesla (T).

22. El electroimán Un trozo de hierro introducido en una bobina por la cual circula una corriente eléctrica, produce que los dominios magnéticos del hierro se alineen. Este es el principio de funcionamiento de un electroimán.

23. CORRIENTE INDUCIDA Faraday y Henry descubrieron que se podía generar corriente eléctrica en un alambre con el simple movimiento de un imán en una bobina. Estos científicos descubrieron que el movimiento relativo entre un alambre y un campo magnético inducía un voltaje.

24. Generación de electricidad Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura.

25. El Generador Eléctrico Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura. Los generadores pequeños requieren de una bobina y un imán, y los grandes de un conjunto de bobinas y electroimanes.

26. Generador eléctrico básico

27. El Motor Eléctrico Un motor eléctrico está basado en el mismo principio de funcionamiento que el del generador. Éste está encargado de transformar energía eléctrica en mecánica, a partir de un imán y una bobina en movimiento. Es el proceso inverso de un generador.

28. “EL FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR”

29. EL TRANSFORMADOR Es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna. Está compuesto por una bobina primaria y otra secundaria, unidas mediante un núcleo de hierro laminado.

30. 1. Partes de un transformador eléctrico El transformador es una máquina eléctrica, que tiene como función cambiar los niveles de voltaje, para así adaptarlos a las características nominales de los equipos que requieren ser conectados a una red eléctrica (que tiene un nivel de voltaje fijo). Está formado por dos bobinas de alambre de cobre aislado, enrolladas alrededor de una pieza de hierro laminado. Puede ser del tipo reductor o elevador, dependiendo de cómo se disponen ambas bobinas (de distinto número de vueltas).

31. Transformador reductor

32. 2. El funcionamiento de un transformador eléctrico El voltaje en un generador eléctrico se induce, ya sea cuando una bobina se mueve a través de un campo magnético, o bien cuando el campo producido en los polos en movimiento cortan una bobina estacionaria. En ambos casos, el flujo total es sustancialmente constante, pero hay un cambio en la cantidad de flujo que eslabona a la bobina. Este mismo principio es válido para el transformador, sólo que en este caso las bobinas y el circuito magnético son estacionarios, en tanto que el flujo magnético cambia continuamente.

33. El cambio en el flujo se puede obtener aplicando una corriente alterna en la bobina. La corriente, a través de la bobina, varía también en magnitud con el tiempo. El flujo cambiante que se aplica en uno de los devanados, induce un voltaje en el primario. Si se desprecia la caída de voltaje por resistencia del devanado primario, el valor del voltaje será igual y de sentido opuesto al voltaje aplicado. Se tiene la siguiente relación entre los voltajes y el número de espiras en el devanado primario y secundario:

34. 3. Aplicación de un transformador La principal aplicación de un transformador, es como parte de la fuente de alimentación de equipos electrónicos.

35. Uso de transformadores

37. Magnetismo se observa en Pueden ser Imanes Naturales Generan Poseen polos Artificiales Campo magnético Polo norte magnético Produce Se puede producir al circular corriente por un conductor Polo sur magnético Fuerza magnética SÍNTESIS DE LA CLASE