El documento resume brevemente la historia del magnetismo y el electromagnetismo desde su descubrimiento por los griegos hasta los avances científicos más recientes. Explica conceptos clave como el campo magnético, los imanes, la inducción electromagnética y los aportes de científicos como Faraday, Maxwell y Tesla. El documento proporciona una descripción cualitativa de los efectos del campo magnético en conductores rectos y en espiral.
Session-Slides vom eBookCamp München 2016: Erfahrungsbericht von Ivo Hartz zu effizienten und pragmatischen HTML5-Workflows auf Basis von EPUB-eBooks für die Entwicklung der App "A Story A Day" des Verlages Voland & Quist.
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1. Mgnetismo
Los fenómenosmagnéticosfueronconocidosporprimeravezporlosgriegosa travésde un
mineral llamadoMagnetita(de haysurge el terminomagnetismo).se descubrioenmedioOriente
enla ciudadde Magnesiaera la primerapiedraenatraer particulasde hierro.
En el siglo XVIwiliamGilbertcreiaque losfenómenosgravitacionaleserandebidosaprincipios
magnéticosyaque la tierraera unimángigantescocon polosyecuadormagnéticos,porloque se
dedicoa estudiarel comportamientode imanesesféricosescribióunlibroal cual llamo“De
Magnete”
A la civilisaciónchinase lesimputadoshechosrelevantes:el descubrimientodel campomagnético
terrestre yla invenciónde labrújula.
Los beneficiosutilizaronlargamentelabrújulaensus viajescomercialesensusnaves.
Cristóbal Colónlabrújulaensuviaje al nuevomundodescubietocómolaagujaimantadano
marca exactamente el norte geográficosinoque existe unadesviaciónmagnética.
Ampare expicóque doscorrienteseléctricasconla mismadirecciónyenhilosparalelosse atraen,
mientrasque sissonde direcciónesopuestasse repelen.
Faraday observóque siempre que el ímanolabobinaestuvieranenmovimiento;se genera
corriente eléctrica,fenómenoque posteriormente llamariamoscorriente inducida,alavezque
vislumbrólaslíneasde fuerzamagnéticaal espacirlimadurade hierroenunpapel colocadosobre
un imán.
Maxwell demostrólarelaciónentre lasfuerzaseléctricasymagnéticasydescubrióque laluzes
precisamente unfenómenoelectromagnético.
Hertz descubriólasondaselectromagnéticasyMarconi juntocon Teslasupieronutilizarlasparael
uso de la “Radio”
Paul Dirac en1931 en susartículo “singualridadescuánticasenel campoelectromagnético”
sugiere laexistenciadel “monopolomagnético”paradeterminarunasimetríasentre el campo
para determinarunasimetríaentre el campoeléctricoyel magnéticosiguiendolasecucionesde
Maxwell.
El monopolomagneticoloque buscaesencontraral final de todasesasdivisionesuna partícula
magnéticaconun solopolo el norte o el sur.
El electromagnetismo
Tiene susprincipoioschinosaprincipiosdel año2000 a.C.Otra parte de la historiase remontaa
losantiguosGriegosque observaronlosfenómenoseléctricosymagnéticosposiblemente enel
año 700 a.C.
Hasta principiosdel sigloXIX loscientíficosestablecieronque laeéctricidadyel magnétismoson
enefectofenómenosrealizadosen1820.
2. El descubrimientocientíficobásicologradoporEdisonmejoroel desarrollode lossitemasde
comunicaciónmodernoscomoradio,radary televisión.
Caracterisiticas de los imanes
Un iman estoda sustanciaque posee oha adquiridolapropiedadde atraerel hierro.
Es imposible tenerimánconunsolopolosi losdividimosvamosatenerque cada parte tiene un
polodiferente.
Tipos de imanes
Segúnsuorigen:
ImanesNaturales:se refiere amineralesnaturalesloscualestienenlapropiedadde atraer
elementoscomoel hierro,el niquel,etc.
La magnetitaesimánde este tipocompuestoporóxidoferroso férricocuyaparticularidad
principal consiste enatraerfragmentosde hierronatural.
Imanesartificiales:estadenominaciónrecae sobre aquelloscuerposmagnéticosque tras
friccionarlosconmagnetitase transformande maneraartificial enimanes.
Segúnlaperduraciónde suspropiedadesmagnéticas:
Imanestemporales:losimanestemporalesestánconformadosporhierrodulce yse caracterizan
por poseerunaatracciónmagnéticade corta duración
Imanespermanentes:coneste términose alude aaquellosimanesconstituidosporacero,los
cualesconservanlapropiedadmagnéticaporuntiempoperdurable.
ImanesPermanentes:unimanpermanenteesaquel que puede serimantadoyque escapaz de
generarun campomagnéticopersistente.
Campo Magnético
Se trata de un campoque ejerce fuerzas(denominadas
magnéticas) sobre losmateriales.Al igual que el campoeléctrico
tambiénesuncapo vectorial,peroque noproduce ningunefecto
sobre cargas en reposo,sinembargoel campomagneticotiene
influenciasobre cargaseléctricasenmovimiento.
El campo magnéticose denominaconlaletraB y se mide en
Tesla.
En representacióngráfica
3. La existenciadel campomagnéticode latierraesconocidadesde muyantiguoporsus aplicaciones
a la navegaciónatravésde labrújula.En el año 1600 el inglesWilliamGilbertpublicolaobra
tituladade Magnete donde tallounimánde forma de bolay estudióladistribucióndel campo
magnéticoensusuperficie.
El campo magneticode laTierraes similaral de uniman de barrainclinado11 gradosrespectoal
eje de rotaciónde la Tierra.Los camposmagnéticosrodeana lascorriente eléctricasde modoque
supone que esascorrienteseléctricascirculantesenel núcleofundidode laTierrasonel origendel
campo magnético
Declinación magnética de la Tierra.
La declinaciónmagneticaenunpuntodado de la tierraesel ángulocomprendidoentre norte
magnéticolocal yel norte verdadero(onorte geográfico).Ladeclinaciónmagnéticavariasegúnel
lugary con el paso del tiempo.Enunsentidomásamplioeste terminonosremiteala discordancia
entre losmodelosidealesylarealidadya laideade margenesde errory fallosde calcuoloen
sistemasde medidasupuestamenteracionales.
Teoría de Max Weber:
El magnetismosegúnMax Weberse debe aimanesmoleculares puesdecíaque unimánse puede
partir indefinidamente ycualquierade laspartescontinuasiendounimáne inclusoental
particiónse puede llegaralamoléculadel imányéstaconservasuspolosmagnéticoscomo
caractrística fundamental de losmismos.
Electromagnetismo Volta:
La pilavoltaicaconsiste de treintadiscosde metal separadosporpañoshumedecidosconagua
salada.
AlessandroVoltacomunicasudescubrimientode lapilaaRoyal Socitylondinense el 20de marzo
de 1800, la correspondiente carta fue leidael 29de juniodel mismoañoytras varias
repoducionesdelinventose le otorgoavoltaes correspondiente credito.
4. Oersted:
Realizoporprimeravezunexperimentoque mostrólaexistenciade unarelación
entre laelectricidadyel magnetismo. En1813 había predichoesarelaciónyen
1820 mientraspreparabasuclase de fisicaenlauniversidadde Copenhauge
comprobóque al moverunabrújulacerca de un cable que conduciacorriente
electricalaagujatendía a orientarse paraquedarenuna posiciónperpendiculara
la direccióndel cable.
Henry:
Descubriódeformaindependiente ysimultaneaaFaradayque un campo magneticovariable
induce unafuerzaelectromotriz.Enparticularobservoque si unconductorse mueve
perpendicularmente auncampomagnético aparece unadiferenciade potenciaentre los
extremosdel conductor.
Faraday:
Es mejorconocidopor sutrabajo relacionado
por la electricidadyel magnetismo.Faraday
despuesde que doshombresdiscutierany
experimentaranparahacerun motorelectrico
se puso de acuerdoy con su ayudalogrocrear
dos disposotivosque producianloque el
denomino:Rotaciónelectromagnetica.
Tesla:
La Bobinade Tesla:Es un transformadorde núcleode
aire que produce elevadovoltajeabajacorriente
electrica.El voltaje estanelevadoque lograsuperarla
tensiónde rupturadel aire y poreso se venrayosazules
saliendode labobina.
5. Lenz
Estudiolaconductividadeléctricaydescubrióel efectoconocido
como efectoJoule conindependenciade laexperenciasy
conclusionesaque este respectollegóel cientificoque le dioel
nombre.La leyde Lenz enunciadaen1883 fue lagran aportación
de Lenz a losestudioselectromagnéticos;estaleypermite
determinarel sentidode lacorriente inducidaporunavariacióndel
flujoaborcadopor uncircuito.
Ampère
Descubriolasleyesque hacenposible el
movimientode unaagujamagnéticaprovocadopor
una corriente eléctricaloque hizoposible el
funcionamientode losactualesaparatosde
mediciónde corriente electrica.
Maxwell
Unificólasfuerzaseléctrica ymagnéticamediantecuatroecuacionesmatemáticas.También
comprobósu relaciónconla velocidadde laluz,laconstante eléctricadivididaentre laconstante
magnéticada exactamente lavelocidadde laluz.
Descripción cualitativa del campo magnético.
Conductor Recto
Mediante el usode un segmentode alambre el cual tiene unalongitud I ytiene unarestrnasversal
A, este alambre rectotrasladauna corriente I a travésde un campomagnéticouniforme B
degamosque este alambre se encuentrade maneraperpendicularal campomagnéticouniformey
el alambre tiene unacurvaturahacia laizquierda cualquierportadorde unacarga seraejercidopor
una fuerzade magnitud dadapor Fmax = qvd B enla cual Vd esla velocidadde lacarga en
arranque de una forma muysencillase pude obtenerel total de lafuerzaejercidasobre el alambre
por el campo,simplemete se debe multiplicarlafuerzaejercidasobre unportadorde carga por el
campo,por el númerode portadesque estanpresentesunsegmentoespecificodel alambreoen
la longitudtotal del alambre.
Conductor en espiral.
6. Ahorautilicemosunaesprial rectangularlacua ltrasladaunacorriente Iatravezde uncampo
magnéticouniforme lasfuerzaque estanpresentesenlosextrmosde lalongitudbase tienenuna
magnitudde cerodebidoa quel alambre estaenformaparalelaal campomagnético.
Se sabe que la direcciónde lafuerzaF1 que se encunetraenenel ladoizquierdodel espiral se
dirige hacialaderechay la fuerzaF2 que se encuentraenel ladoderechode laespiral tiene una
direcciónhacialaizquierda.
Solenoide
Cuandoun alambre rectose curve de maneraque forma varias espiralesmuycercanasenforma
de bobinaa est aestructurao dispositivose le denominasolenoideoelectroimán,estaestructura
o dispositivocuandose le aplicaunacorriente eléctricatomalaspropiedadesde unimánycuando
se le dejade aplicarunacorriente eléctricadejade tenerestaspropiedadeshastaque se vuelvaa
aplicaruna corriente.
Inducción electromagnética.
Cuandomovemosunimánpermanete porel interiorde lasespirasde unabobinasolenoide(A)
formadapor espirasde alambre de cobre se generade inmediatounafuerzaelectromotriz(FEM)
esdecirque aparece una corriente eléctricafluyendoporlasespirasde labobinaproducidaporla
inducciónmagnéticadel imánenmovimiento.
Si al circuitode esa bobina(A) le conectamosunasegundabobina(B) amodode carga eléctricala
corriente al ciercularporesa otra bobinacreaa su alrededoruncampoelectromagnéticocapazde
inducira su vezcorriente electricaenunatercerabobina.
