El documento aborda el magnetismo, comenzando con el descubrimiento del efecto Hall por Edwin Hall, que describe cómo un campo magnético puede influir en las cargas en movimiento. También se incluyen aplicaciones históricas y prácticas del magnetismo, como la navegación con imanes, el funcionamiento de electroimanes y parlantes, así como la generación de electricidad mediante alternadores y dinamos. Finalmente, se explica el uso de transformadores para modificar voltajes en circuitos eléctricos.

1. El magnetismo

2. Cesar J. Bejarano R.
Andrés S. Suarez S.
11-1
Escuela Normal Superior De Ibagué

3. Cuando un alambre conductor por el cual fluye
corriente se encuentra en un campo magnético, el
campo ejerce una fuerza lateral sobre las cargas en
movimiento.
A este efecto se le denomina «Efecto Hall» ya que fue
Edwin Herbert Hall quien lo descubrió. Con este
experimento se comprobó que en los metales, las
cargas en movimiento son los electrones.
Actualmente se usa para determinar el tipo de carga
que se mueve en los semiconductores.

4. Edwin Herbert Hall
Edwin Herbert Hall (7 de noviembre de 1855 - 20 de
noviembre de 1938) fue un físico estadounidense, quien descubrió
el efecto Hall. Hall trabajó en la universidad de Harvard. Escribió
numerosos libros de texto sobre física y manuales de laboratorio.
Estudió en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore. Edwin Hall
descubrió el efecto que lleva su nombre en 1879 mientras trabajaba
en su tesis doctoral en física bajo la dirección de Henry A. Rowland;
recibió el doctorado en 1880. Este efecto consiste en la aparición de
un campo eléctrico transversal a un conductor sobre el que circula
una corriente eléctrica en presencia de un campo magnético. Los
experimentos de Hall mostraban que los portadores de cargas eran
partículas cargadas negativamente. Este hecho era de gran relevancia
ya que los electrones no serían descubiertos hasta más de diez años
después.
En 1895, tras haber pasado un año en Europa, el Dr. Hall fue
nombrado profesor en Harvard donde desarrolló el resto de su
carrera. Se retiró en 1921 y murió
en Cambridge Massachusetts falleciendo en 1938. Más de un siglo
después del descubrimiento del efecto Hall Klaus von Klitzing recibió
el Premio Nobel de Física por su trabajo sobre el efecto Hall cuántico.

5. • El campo magnético terrestre.
• Ley de biot-savart.
• Ley de Ampere.

6. La primera aplicación practica del magnetismo la
construyo un imán empleado en la navegación. Las
referencias de la utilización de imanes en la
navegación marítima se remontan al siglo XII, cuando
se observo que uno de los polos de un imán se
orientaba siempre hacia el norte geográfico. A partir
de allí se comenzó a emplear imanes para orientación
geográfica.
El físico y medico ingles William Gilbert, basándose
en sus estudios de magnetismo, fue la primera
persona en sugerir que la tierra actuaba como un gran
imán, cuyo campo terrestre es tal que las líneas del
campo salen aproximadamente del polo sur y
circundan la tierra siguiendo los meridianos hasta el
polo norte. Por esa razón, es que la brújula señala
aproximadamente el norte, debido a la acción del
campo magnético terrestre.

7. A partir del estudio experimental de los campos
magnéticos en la proximidad de circuitos de diversas
formas, los físicos franceses Biot y Savart dedujeron,
una formula que permite calcular, salvo dificultades
matemáticas el campo de un circuito cualquiera.
El campo magnético producido por un elemento de
corriente de un circuito de forma arbitraria como el de
la figura 9.1, se puede concebir dividido en elementos
de longitud dl, uno de los cuales se ha representado
en la figura. Por el momento el resto del circuito
puede ser de forma cualquiera, pues un único
elemento de corriente aislado no existe en una
corriente estacionaria; la carga debe entrar por un
extremo y salir por el otro. Las cargas móviles del
elemento crean un campo en todos los puntos del
espacio y, en un punto P dado, el campo del circuito
completo es el resultante de los campos
infinitesimales de todos los elementos del circuito

8. Poco después de los descubrimientos de Oersted, de
Biot y de Savart, Ampère encontró una relación útil
entre las corrientes eléctricas y los campos
magnéticos. Esta relación se puede aplicar en
situaciones de una alta simetría para encontrar el
campo magnético con más facilidad que haciendo los
cálculos con la ley de Biot-savart. En cualquier caso,
el resultado es el mismo. A este respecto, utilizar la
ley de Ampère es algo semejante a encontrar el
campo eléctrico usando la ley de Gauss mejor que la
ley de Coulomb. En casos de la falta de simetría
apropiada, la ley de Ampère no es fácil de aplicar.
Siempre es válida, aun cuando la ley de Biot-Savart
es necesaria algunas veces para cálculos del campo
magnético.

9. • El Electroimán
• El Parlante

10. Un electroimán es una bobina (solenoide) larga cuyo
núcleo se encuentra formado de hierro el cual
produce un campo magnético cuando pasa cierta
corriente por las espirales de la bobina.
Cuando al solenoide se la introduce en su interior un
bloque de hierro llamado núcleo, en el campo
magnético se hace cientos y hasta miles de veces
mayor. La explicación se debe a que los dominios
magnéticos del hierro, se alinean en dirección al
campo magnético del solenoide y en consecuencia el
hierro actúa como un imán potente que se adiciona al
campo magnético del solenoide.
Al dejar de pasar corriente por el solenoide, el campo
magnético disminuye notablemente y el hierro va
perdiendo sus facultades de imán.

11. El parlante se encarga de transformar el sonido en
señales eléctricas que llegan del amplificador de un
equipo de sonido. La mayoría de los parlantes tienen
cinco partes básicas:
1. Bobina móvil cilíndrica, de metal liviano y alambre
de cobre
2. Imán permanente anular, generalmente metálico
y ferromagnético.
3. Disco posterior magnético blando, generalmente
metálico y ferromagnético.
4. Cilindro concéntrico metálico blando,
generalmente metálico y ferromagnético.
5. Cono o diafragma cónico de cartón o plástico,
adherido a la bobina.
Al moverse la membrana de forma oscilante, produce
ondas sonoras de la misma forma que la membrana
de un bombo o las cuerdas de una guitarra. El
movimiento de la membrana lo produce una bobina
sujeta a aquella a la que llegan las señales eléctricas
del amplificador.

12. Aunque las baterías y las pilas generan
electricidad, estas presentan ciertas
limitaciones, ya que no sirven para aparatos
energéticos con un gran consumo energético,
como la mayor parte de los electrodomésticos.
En este caso, es necesario implementar el uso
de alternadores y dinamos, cuya estructura se
encuentra formada por un imán fijo y una
bobina que gira en el campo magnatico creado
por el imán.

13. Cuando la bobina se encuentra en reposo, no es posible generar
corriente. Pero ,a medida que la bobina gira, se origina una variación de
campo magnético y se genera una corriente eléctrica que cambia
periódicamente de sentido.
La corriente eléctrica generada se envía al exterior a través de un
colector conectado a la bobina y unido a dos escobillas o contactos de
salida.
El alternador es un generador de corriente alterna. Los generadores de
las centrales eléctricas, por ejemplo, son alternadores.

14. El funcionamiento del Dinamo es similar al alternador.
El colector esta formado por un único anillo y,
mediante un sistema mecánico sencillo se consigue
que los extremos de la bobina hagan contacto
alternativamente con las escobillas, de tal manera que
una sea siempre positiva y la otra negativa. De este
modo, la corriente alterna generada se transforma en
corriente continua.
Una de las aplicaciones mas corrientes de la dinamo
ha sido la de generar energía eléctrica para el
funcionamiento de un automóvil. Sin embargo, su
utilización disminuyo debido a que presentaba
problemas al suministrar corriente cuando el motor
estaba en pleno rendimiento.

15. Los aparatos eléctricos que se conectan a la red eléctrica, reciben un voltaje
residencial de 110 v suministrados por una compañía de energía eléctrica en
nuestro país. Así mismo, ciertos aparatos que funcionan con un voltaje
menor y una corriente continua, suministrada por las pilas, pueden
conectarse a una red eléctrica y funcionar sin llegar a ocasionar algún daño
en el aparato.
Para tal efecto, emplean la ayuda de un elemento denominado
transformador, que modifica y rectifica la corriente eléctrica. El trasformador
convierte la corriente de la red eléctrica en una corriente con menor
diferencia potencial y el rectificador, convierte la corriente alterna en
continua.
Cuando circula corriente alterna por el bobinado primaria, se induce una
corriente alterna al secundaria. Si el transformador es un reductor de voltaje,
la cantidad de espiras en el primario será mayor que en el secundario, por lo
cual la corriente inducida presentara un menor voltaje que la inicial. Pero , si
el transformador4 es un elevador de voltaje, el secundario tendrá mayor
cantidad de espiras y por tanto un mayor voltaje.