El documento aborda la Ley de Ampère y la Ley de Faraday, dos conceptos fundamentales en electromagnetismo, describiendo sus aplicaciones y principios. La Ley de Ampère se relaciona con la circulación de un campo magnético en función de la corriente eléctrica, mientras que la Ley de Faraday explica cómo se genera un voltaje a través de un cambio en el flujo magnético. Además, se discuten temas como el magnetismo en materiales ferromagnéticos y su saturación.

1. SEDE BARCELONA
ASIGNATURA: MAQUINAS
ELÉCTRICAS I
SECCIÓN: EV
Profesora:
Ranielina Rondón
Integrantes:
Castañeda Diego
CI. V-18460146
Ley de Ampere y
Ley de Faraday
Barcelona, 11 de Mayo del 2014

2. 2
LEY DE AMPERELEY DE AMPERE
La ley de Ampere dice: "La circulación de un
campo magnético a lo largo de una línea
cerrada es igual al producto de por la intensidad
neta que atraviesa el área limitada por la
trayectoria".
B . 2πr = µ0 I
La ley de Ampere dice: "La circulación de un
campo magnético a lo largo de una línea
cerrada es igual al producto de por la intensidad
neta que atraviesa el área limitada por la
trayectoria".
B . 2πr = µ0 I
La ley de Ampere tiene una analogía con el teorema de
Gauss aplicado al campo eléctrico. La ley de Ampere
también es útil para el cálculo de campos magnéticos
creados por determinadas distribuciones de corriente.
La ley de Ampere tiene una analogía con el teorema de
Gauss aplicado al campo eléctrico. La ley de Ampere
también es útil para el cálculo de campos magnéticos
creados por determinadas distribuciones de corriente.
André-Marie Ampére, nació en Lyon, Francia el
20 de enero de 1775. Fue considerado como uno
de los descubridores del electromagnetismo. Es
conocido por sus importantes aportes al estudio
de la corriente eléctrica y el magnetismo
André-Marie Ampére, nació en Lyon, Francia el
20 de enero de 1775. Fue considerado como uno
de los descubridores del electromagnetismo. Es
conocido por sus importantes aportes al estudio
de la corriente eléctrica y el magnetismo

3. APLICACIONES DE LA LEY DE AMPEREAPLICACIONES DE LA LEY DE AMPERE
Campo Magnético de un Solenoide. Tomando un camino rectangular
sobre el que evaluar la ley de Ampere tal, que la longitud del lado paralelo
al campo magnético sea L nos da una contribución interior en la
bobina BL. El campo es esencialmente perpendicular a los laterales del
caminos, por lo que nos da una contribución despreciable. Si se toma el
extremo de la bobina tan lejos, que el campo sea despreciable, entonces la
contribución dominante la proporciona la longitud interior de la bobina.
Este caso idealizado sin duda, de la Ley de Ampere da
Campo Magnético de un Solenoide. Tomando un camino rectangular
sobre el que evaluar la ley de Ampere tal, que la longitud del lado paralelo
al campo magnético sea L nos da una contribución interior en la
bobina BL. El campo es esencialmente perpendicular a los laterales del
caminos, por lo que nos da una contribución despreciable. Si se toma el
extremo de la bobina tan lejos, que el campo sea despreciable, entonces la
contribución dominante la proporciona la longitud interior de la bobina.
Este caso idealizado sin duda, de la Ley de Ampere da
Campo Magnético de un Toroide. La obtención del campo
magnético interior de un toroide, es un buen ejemplo del alcance de la ley
de Ampere. La corriente delimitada por la línea de puntos, es exactamente
el número de vueltas por la corriente en cada una de ellas. Por tanto la ley
de Ampere nos da el campo magnético por
Campo Magnético de un Toroide. La obtención del campo
magnético interior de un toroide, es un buen ejemplo del alcance de la ley
de Ampere. La corriente delimitada por la línea de puntos, es exactamente
el número de vueltas por la corriente en cada una de ellas. Por tanto la ley
de Ampere nos da el campo magnético por

4. Campo Magnético por Corriente. Las líneas de campo
magnético alrededor de un cable largo que lleva una corriente
eléctrica, forman círculos concéntricos alrededor del cable. La
dirección del campo magnético es perpendicular al cable y está
en la dirección que apunta los dedos de la mano derecha si ellos
envolvieran el cable, con el pulgar señalando la dirección de
la corriente.
Campo Magnético por Corriente. Las líneas de campo
magnético alrededor de un cable largo que lleva una corriente
eléctrica, forman círculos concéntricos alrededor del cable. La
dirección del campo magnético es perpendicular al cable y está
en la dirección que apunta los dedos de la mano derecha si ellos
envolvieran el cable, con el pulgar señalando la dirección de
la corriente.
Fuerza Magnética Entre Cables. El campo magnético de un
cable recto infinitamente largo, se puede obtener aplicando la ley
de Ampere. La expresión para el campo magnético es
Una vez que se ha calculado el campo magnético, se puede usar
la expresión de fuerza magnética para calcular la fuerza. La
dirección se obtiene por la regla de la mano derecha. Note que
dos cables portando corriente en el mismo sentido se atraen uno a
otro, pero si las corrientes tienen sentidos opuestos se repelen. El
cálculo de abajo se aplica solamente a cables rectos largos, pero
al menos es útil para la estimación de fuerzas en circunstancias
ordinarias de cables cortos. Una vez que ha calculado la fuerza
sobre el cable 2, por supuesto que la fuerza sobre el cable 1 debe
tener exactamente la misma magnitud, pero en sentido opuesto
de acuerdo con la tercera ley de Newton
Fuerza Magnética Entre Cables. El campo magnético de un
cable recto infinitamente largo, se puede obtener aplicando la ley
de Ampere. La expresión para el campo magnético es
Una vez que se ha calculado el campo magnético, se puede usar
la expresión de fuerza magnética para calcular la fuerza. La
dirección se obtiene por la regla de la mano derecha. Note que
dos cables portando corriente en el mismo sentido se atraen uno a
otro, pero si las corrientes tienen sentidos opuestos se repelen. El
cálculo de abajo se aplica solamente a cables rectos largos, pero
al menos es útil para la estimación de fuerzas en circunstancias
ordinarias de cables cortos. Una vez que ha calculado la fuerza
sobre el cable 2, por supuesto que la fuerza sobre el cable 1 debe
tener exactamente la misma magnitud, pero en sentido opuesto
de acuerdo con la tercera ley de Newton

5. EJERCICIOS DE LA LEY DE AMPEREEJERCICIOS DE LA LEY DE AMPERE

7. LEY DE FARADAYLEY DE FARADAY
La ley de Faraday es una relación
fundamental basada en las ecuaciones
de Maxwell. Sirve como un sumario
abreviado de las formas en que se
puede generar un voltaje (o FEM), por
medio del cambio del entorno
magnético. La FEM inducida en una
bobina es igual al negativo de la tasa de
cambio del flujo
magnético multiplicado por el número
de vueltas (espiras) de la bobina.
Implica la interacción de la carga con el
campo magnético.
La ley de Faraday es una relación
fundamental basada en las ecuaciones
de Maxwell. Sirve como un sumario
abreviado de las formas en que se
puede generar un voltaje (o FEM), por
medio del cambio del entorno
magnético. La FEM inducida en una
bobina es igual al negativo de la tasa de
cambio del flujo
magnético multiplicado por el número
de vueltas (espiras) de la bobina.
Implica la interacción de la carga con el
campo magnético.
Michael Faraday, nació el 22 de septiembre de 1791 en
Newington Surrey al sur de Londres. Durante sus
experimentos destinados a demostrar que la electricidad
era atribuida a partículas eléctricas en movimiento, y no
un fluido que se desplaza entre cuerpos (tal como
defendían los científicos de la época) descubrió lo que
se dio en llamar electrolisis.
Michael Faraday, nació el 22 de septiembre de 1791 en
Newington Surrey al sur de Londres. Durante sus
experimentos destinados a demostrar que la electricidad
era atribuida a partículas eléctricas en movimiento, y no
un fluido que se desplaza entre cuerpos (tal como
defendían los científicos de la época) descubrió lo que
se dio en llamar electrolisis.

8. APLICACIONES DE LA LEY DE FARADAYAPLICACIONES DE LA LEY DE FARADAY
Arriba a la izquierda de la ilustración,
tenemos dos bobinas que están bajo la
influencia de una campo
magnético variable. Este ejemplo es el
fundamento del principio de operación de
los transformadores, donde el flujo
magnético generado por la bobina primaria
que atraviesa el núcleo de hierro, es
aprovechado por la bobina secundaria
enrollada sobre este mismo núcleo, para
generar un voltaje proporcional al número
de vueltas de la bobina secundaria.
Arriba a la izquierda de la ilustración,
tenemos dos bobinas que están bajo la
influencia de una campo
magnético variable. Este ejemplo es el
fundamento del principio de operación de
los transformadores, donde el flujo
magnético generado por la bobina primaria
que atraviesa el núcleo de hierro, es
aprovechado por la bobina secundaria
enrollada sobre este mismo núcleo, para
generar un voltaje proporcional al número
de vueltas de la bobina secundaria.
Siguiendo el sentido horario, en el segundo
ejemplo, se muestra el voltaje generado
cuando una bobina se mueve en el interior
de una campo magnético. A esto se le llama
a veces “FEM inducida", y es proporcional
a la velocidad con la que se mueve la
bobina en el interior del campo magnético.
Esa velocidad se puede expresar en función
de la tasa de cambio del área, que está
dentro del campo magnético.
Siguiendo el sentido horario, en el segundo
ejemplo, se muestra el voltaje generado
cuando una bobina se mueve en el interior
de una campo magnético. A esto se le llama
a veces “FEM inducida", y es proporcional
a la velocidad con la que se mueve la
bobina en el interior del campo magnético.
Esa velocidad se puede expresar en función
de la tasa de cambio del área, que está
dentro del campo magnético.El siguiente ejemplo es la geometría del generador de AC estándar, donde
una bobina de cable gira dentro de una campo magnético. La rotación
cambia el área perpendicular de la bobina en relación al campo magnético
y genera un voltaje proporcional a la tasa instantánea de cambio del flujo
magnético. Para una velocidad de rotación constante, el voltaje generado es
sinusoidal.
El siguiente ejemplo es la geometría del generador de AC estándar, donde
una bobina de cable gira dentro de una campo magnético. La rotación
cambia el área perpendicular de la bobina en relación al campo magnético
y genera un voltaje proporcional a la tasa instantánea de cambio del flujo
magnético. Para una velocidad de rotación constante, el voltaje generado es
sinusoidal.

9. EJERCICIOS DE LA LEY DE FARADAYEJERCICIOS DE LA LEY DE FARADAY

11. CURVA DE MAGNETIZACION DE UN MATERIAL FERROMAGNETICOCURVA DE MAGNETIZACION DE UN MATERIAL FERROMAGNETICO
La curva de magnetización de un material, o característica magnética,
a la representación cartesiana de los valores de la inducción
magnética B (en ordenadas) y de la excitación magnética H (en
abscisas), como se muestra en la Figura 1. En ocasiones se representa
la imanación M en lugar de la inducción B.
La curva de magnetización de un material, o característica magnética,
a la representación cartesiana de los valores de la inducción
magnética B (en ordenadas) y de la excitación magnética H (en
abscisas), como se muestra en la Figura 1. En ocasiones se representa
la imanación M en lugar de la inducción B.
Supóngase un núcleo ferromagnético de un transformador, si se le
aplica una excitación magnética H, surgirá una inducción B. Si
aumentamos la excitación magnética progresivamente desde cero
(aumentando la intensidad) y se representa la curva de magnetización,
se observa que la inducción es proporcional a H y que el tramo oa
(Figura) es prácticamente recto. Esto se debe a que la permeabilidad es
constante y alta (cuanto más alta es la permeabilidad más vertical será
la gráfica en este tramo). Llegados al punto a la grafica deja de ser
lineal, o lo que es lo mismo, la permeabilidad deja de ser constante. A
este tramo ab se le denomina codo de saturación. Alcanzado el punto
b la grafica vuelve a ser lineal.
Supóngase un núcleo ferromagnético de un transformador, si se le
aplica una excitación magnética H, surgirá una inducción B. Si
aumentamos la excitación magnética progresivamente desde cero
(aumentando la intensidad) y se representa la curva de magnetización,
se observa que la inducción es proporcional a H y que el tramo oa
(Figura) es prácticamente recto. Esto se debe a que la permeabilidad es
constante y alta (cuanto más alta es la permeabilidad más vertical será
la gráfica en este tramo). Llegados al punto a la grafica deja de ser
lineal, o lo que es lo mismo, la permeabilidad deja de ser constante. A
este tramo ab se le denomina codo de saturación. Alcanzado el punto
b la grafica vuelve a ser lineal.
En el tramo bc el material está completamente saturado. Esta saturación supone que para grandes aumentos de la
excitación no se detectan cambios significativos de la inducción B. En esta zona el material tiene baja permeabilidad (se
comporta prácticamente como el aire). A nivel molecular, lo que sucede en los materiales ferromagnéticos es que al
aplicarles un campo los momentos magnéticos de los dominios se orientan con él a medida que este aumenta (tramo ab).
Una vez alineados con el campo se alcanza la saturación del material (a partir de b) lo que supone que no existen más
dominios que puedan contribuir a la inducción o magnetización del material. Por esta razón, una vez saturado el material,
el valor de la inducción prácticamente no varía. Para un mejor aprovechamiento del material (mínima sección) los
núcleos de las maquinas se diseñan para que, con sus valores nominales de funcionamiento, trabajen cerca del comienzo
del punto a (codo de saturación).
En el tramo bc el material está completamente saturado. Esta saturación supone que para grandes aumentos de la
excitación no se detectan cambios significativos de la inducción B. En esta zona el material tiene baja permeabilidad (se
comporta prácticamente como el aire). A nivel molecular, lo que sucede en los materiales ferromagnéticos es que al
aplicarles un campo los momentos magnéticos de los dominios se orientan con él a medida que este aumenta (tramo ab).
Una vez alineados con el campo se alcanza la saturación del material (a partir de b) lo que supone que no existen más
dominios que puedan contribuir a la inducción o magnetización del material. Por esta razón, una vez saturado el material,
el valor de la inducción prácticamente no varía. Para un mejor aprovechamiento del material (mínima sección) los
núcleos de las maquinas se diseñan para que, con sus valores nominales de funcionamiento, trabajen cerca del comienzo
del punto a (codo de saturación).

12. En un material ferromagnético se vio que al retirarle el
campo aplicado no vuelve a su estado original ya que
conserva un magnetismo remanente. Por lo tanto, si
partiendo del punto del punto c de la Figura 1, se
disminuye el valor de la excitación hasta anularla se
observa que la nueva grafica no coincide con la inicial
(Figura). Puede observarse que en ausencia de
excitación (H=0) el valor de la inducción no toma un
valor nulo si no que viene dado por el valor del tramo
OD en ordenadas. Este valor se conoce como
magnetismo remanente.
En un material ferromagnético se vio que al retirarle el
campo aplicado no vuelve a su estado original ya que
conserva un magnetismo remanente. Por lo tanto, si
partiendo del punto del punto c de la Figura 1, se
disminuye el valor de la excitación hasta anularla se
observa que la nueva grafica no coincide con la inicial
(Figura). Puede observarse que en ausencia de
excitación (H=0) el valor de la inducción no toma un
valor nulo si no que viene dado por el valor del tramo
OD en ordenadas. Este valor se conoce como
magnetismo remanente.
Este magnetismo remanente lo originan los momentos
magnéticos de los dominios del material que no vuelven
al estado original después de retirar el campo aplicado,
sino que quedan parcialmente orientados. Todos los
materiales ferromagnéticos presentan un cierto grado de
magnetismo remanente, algo que es de especial
importancia en las maquinas eléctricas.
Este magnetismo remanente lo originan los momentos
magnéticos de los dominios del material que no vuelven
al estado original después de retirar el campo aplicado,
sino que quedan parcialmente orientados. Todos los
materiales ferromagnéticos presentan un cierto grado de
magnetismo remanente, algo que es de especial
importancia en las maquinas eléctricas.
Los materiales ferromagnéticos que muestran saturación, tales como el hierro, están compuestos de regiones
microscópicas llamadas dominios magnéticos que actúan como pequeños imanes permanentes. Antes de que un campo
magnético externo sea aplicado al material, los dominios se encuentran orientados al azar. Sus pequeños campos
magnéticos apuntan en direcciones aleatorias y se cancelan entre sí, de modo que el material no produce un campo
magnético global neto. Cuando se aplica un campo de magnetización externo H al material, lo penetra y causa la
alineación de los dominios, provocando que sus pequeños campos magnéticos roten y se alineen paralelamente al campo
externo, sumándose para crear un gran campo magnético que se extiende hacia fuera del material. Esto es
llamado magnetización. Cuanto más fuerte sea el campo magnético externo, mayor será la alineación de los dominios. El
efecto de saturación ocurre cuando ya prácticamente todos los dominios se encuentran alineados, por lo que cualquier
incremento posterior en el campo aplicado no puede causar una mayor alineación.
Los materiales ferromagnéticos que muestran saturación, tales como el hierro, están compuestos de regiones
microscópicas llamadas dominios magnéticos que actúan como pequeños imanes permanentes. Antes de que un campo
magnético externo sea aplicado al material, los dominios se encuentran orientados al azar. Sus pequeños campos
magnéticos apuntan en direcciones aleatorias y se cancelan entre sí, de modo que el material no produce un campo
magnético global neto. Cuando se aplica un campo de magnetización externo H al material, lo penetra y causa la
alineación de los dominios, provocando que sus pequeños campos magnéticos roten y se alineen paralelamente al campo
externo, sumándose para crear un gran campo magnético que se extiende hacia fuera del material. Esto es
llamado magnetización. Cuanto más fuerte sea el campo magnético externo, mayor será la alineación de los dominios. El
efecto de saturación ocurre cuando ya prácticamente todos los dominios se encuentran alineados, por lo que cualquier
incremento posterior en el campo aplicado no puede causar una mayor alineación.
.
Curvas de magnetización de nueve materiales ferromagnéticos
diferentes, mostrando el efecto de saturación. 1.Hoja de acero, 2.Acero
al silicio, 3.Acero crucible (de crisol), 4.Acero al tungsteno, 5.Acero
magnético, 6.Hierro crucible (de crisol), 7.Níquel, 8.Cobalto,
9.Magnetita
Curvas de magnetización de nueve materiales ferromagnéticos
diferentes, mostrando el efecto de saturación. 1.Hoja de acero, 2.Acero
al silicio, 3.Acero crucible (de crisol), 4.Acero al tungsteno, 5.Acero
magnético, 6.Hierro crucible (de crisol), 7.Níquel, 8.Cobalto,
9.Magnetita

13. CARACTERISTICAS DE LA CURVA DE MAGNETIZACION DE UN MATERIALCARACTERISTICAS DE LA CURVA DE MAGNETIZACION DE UN MATERIAL
La histéresis es la tendencia de un material a
conservar una de sus propiedades, en ausencia del
estímulo que la ha generado. Podemos encontrar
diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por
extensión se aplica a fenómenos que no dependen
sólo de las circunstancias actuales, sino también de
cómo se ha llegado a esas circunstancias.
La histéresis es la tendencia de un material a
conservar una de sus propiedades, en ausencia del
estímulo que la ha generado. Podemos encontrar
diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por
extensión se aplica a fenómenos que no dependen
sólo de las circunstancias actuales, sino también de
cómo se ha llegado a esas circunstancias.
La curva de histéresis muestra la curva de magnetización de un material. Sea cual sea el material específico, la
forma tiene características similares.
Al principio, la magnetización requiere un mayor esfuerzo eléctrico. Este intervalo es la llamada zona
reversible.
En un determinado punto, la magnetización se produce de forma proporcional. En ese punto se inicia la
denominada zona lineal.
Finalmente, se llega un instante a partir del cual, por mucha fuerza magnética que induzcamos al material,
ya no se magnetiza más. Este es el llamado punto de inducción de saturación, que determina el inicio de la
llamada zona de saturación.
Para la grabación magnética analógica de sonido hay que tener en cuenta la curva de histéresis. La señal de
audio hay que grabarla solo en la zona lineal de la cinta magnética de audio, de modo contrario, por arriba o
por abajo, sufriría deformaciones.
La curva de histéresis muestra la curva de magnetización de un material. Sea cual sea el material específico, la
forma tiene características similares.
Al principio, la magnetización requiere un mayor esfuerzo eléctrico. Este intervalo es la llamada zona
reversible.
En un determinado punto, la magnetización se produce de forma proporcional. En ese punto se inicia la
denominada zona lineal.
Finalmente, se llega un instante a partir del cual, por mucha fuerza magnética que induzcamos al material,
ya no se magnetiza más. Este es el llamado punto de inducción de saturación, que determina el inicio de la
llamada zona de saturación.
Para la grabación magnética analógica de sonido hay que tener en cuenta la curva de histéresis. La señal de
audio hay que grabarla solo en la zona lineal de la cinta magnética de audio, de modo contrario, por arriba o
por abajo, sufriría deformaciones.

14. BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA
Enlaces Electrónicos:
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Amp%C3%A8re
http://es.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%A9resis
http://
webs.uvigo.es/quintans/recursos/Web_electromagnetismo/magnetismo_perdidasmagneticas.htm#ciclo
http://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n_(magnetismo)
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
http://docencia.udea.edu.co/regionalizacion/irs-404/contenido/capitulo9.html
http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/problemas-resueltos-cap-31-fisica-
serway/problemas-resueltos-cap-31-fisica-serway.pdf
Enlaces Electrónicos:
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Amp%C3%A8re
http://es.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%A9resis
http://
webs.uvigo.es/quintans/recursos/Web_electromagnetismo/magnetismo_perdidasmagneticas.htm#ciclo
http://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n_(magnetismo)
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
http://docencia.udea.edu.co/regionalizacion/irs-404/contenido/capitulo9.html
http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/problemas-resueltos-cap-31-fisica-
serway/problemas-resueltos-cap-31-fisica-serway.pdf