CAMPO ELECTRICO

Alumna: Itzel Santiago Corona

ELectricidad y magnetismo

EL CAMPO ELÉCTRICO

Profesor: Raúl cortés Maldonado

LEY DE MAXWELL 16-17-18-19-20-21-22-23

LEY DE LENZ 9-10-11-12-13-14-15

LEY DE FARADAY 6-7-8

LEY DE FEM 3-4-5

Índice

La fuerza electromotriz inducida también se conoce como voltaje inducido.

fuerza electromotriz inducida

Se conoce asi a la fuerza que genera una corriente eléctrica en un circuito cerrado cuando existe una variación del flujo magnético a través de él. No es una fuerza en el sentido tradicional de Newton, sino una diferencia de potencial eléctrico.

Donde: es la fuerza electromotriz inducida (fem), expresada en voltios Phi es el flujo magnético, expresado en webers (Wb). es la tasa de variación temporal del flujo magnético. N es el número de espiras de la bobina.

Debido al fenómeno de inducción electromagnética, un campo magnético puede inducir electricidad a un circuito cerrado cuando se produce una variación del flujo magnético. Así pues, el potencial que induce el campo magnético y permite generar esta corriente eléctrica inducida se llama fuerza electromotriz inducida. La fuerza electromotriz se expresa en voltios (V), ya que es un potencial eléctrico.

Si tenemos como inductor una bobina con N espiras, tenemos que multiplicar la fórmula anterior por el número de espiras:

La fuerza electromotriz inducida no es un tipo de fuerza, sino que se trata de un tipo de voltaje. Por tanto, la fuerza electromotriz inducida se puede relacionar con la intensidad de la corriente y la resistencia de un circuito mediante la ley de Ohm.

Una lámpara de inducción magnética funciona mediante la creación de un campo magnético oscilante que induce una corriente eléctrica en el gas dentro del tubo. Esta corriente excita los átomos del gas, generando luz.

LÁMPARA DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA:

Al girar una bobina de alambre dentro de un campo magnético, se induce una corriente eléctrica en el alambre. Este proceso se basa en la ley de Faraday (un cambio en el flujo magnético a través de un conductor genera una corriente eléctrica).

EJEMPLOS DE FEM

GENERADOR ELECTRICO:

= 22,5 π sen 150πt

ε = 1500 . 0,05 T . 0,002 m2 . 2π . 75 (1/s) . sen 2π . 75 t =

Sustituimos datos:

ε = N . B . S . 2πσ . sen 2πσt

y poniendo la velocidad angular en función de la frecuencia:

de la ecuacion:

ε = N . B . S . ω . sen ωt

N= 1500 espiras B = 0,05 T σ = 75 Hz (1/s) S = 0,002 m2

siendo σ la frecuencia del movimiento circular.

ω = 2π/T ; T = 1 / σ ----> ω = 2π/(1/T) ----> ω = 2πσ

ejercicio

resolución:

Calcular la Fuerza Electromotriz Inducida en una bobina que consta de 1500 espiras y gira en un campo magnético de 0,05 T. El giro de la bobina tiene una frecuencia de 75 Hz y el área de cada espira es de 0,002 m2.

Del Movimiento Circular Uniforme recordaremos que:

El experimento de Faraday: una batería aportaba corriente a una bobina pequeña, creando un campo magnético a través de las espiras de la bobina (cables metálicos enrollados sobre su propio eje). Cuando esta bobina se movía dentro y fuera de una más grande, su campo magnético (cambiante en el tiempo por el movimiento) generaba un voltaje en la bobina grande que podía medirse con un galvanómetro.

“La tensión inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la razón de cambio en el tiempo del flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito mismo como borde”.

La Ley de Inducción electromagnética de Faraday, conocida simplemente como Ley de Faraday, fue formulada por el científico británico Michael Faraday en 1831. Esta ley cuantifica la relación entre un campo magnético cambiante en el tiempo y el campo eléctrico creado por estos cambios.

LEY DE FARADAY

El freno magnético utiliza imanes para detener o reducir la velocidad de un objeto. Funciona de acuerdo al principio de las corrientes de Foucault, que se generan cuando un campo magnético se aplica a un conductor

El motor de corriente continua se basó en el aprovechamiento de un disco de cobre que rotaba entre los extremos de un imán, generando una corriente continua.

toda la tecnología eléctrica se basa en la ley de Faraday, especialmente lo referido a generadores, transformadores y motores eléctricos.

Ejemplos de aplicación de la ley de Faraday:

FEM (Ɛ) = dϕ/dt

En donde FEM o Ɛ representan la Fuerza Electromotriz inducida (la tensión), y dϕ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético ϕ

Fórmula de la ley de Faraday

Por lo que la fem inducida es de 0.136 V

Un conductor rectilíneo de 10 cm de longitud se mueve perpendicularmente a un campo de inducción magnética igual a 0.4 T con una velocidad cuya magnitud es de 3.4 m/s. ¿cuál es la fem inducida?

Ejercicio

¿Es un pájaro? ¿Es un avión? No, es un Whitepaper creativo: una plantilla en forma de guía que sirve para explicar a los usuarios cómo resolver un problema o ayudarlos a entender un tema determinado. Aquí podrás incluir recursos visuales para dejar a tu audiencia con la boca abierta y destacar datos concretos que se queden grabados a fuego en su memoria.

Tanto B como n son magnitudes vectoriales y pueden denotarse con negrita o con una flecha encima de la letra. B es el vector campo magnético y n es el vector unitario (magnitud igual a 1) perpendicular a la superficie atravesada por B.

ε representa la fuerza electromotriz inducida, abreviada como fem, Φ es el flujo de campo magnético y t es el tiempo. Las unidades en el Sistema Internacional (SI) para la fem son los voltios (V). Por su parte, el flujo de campo magnético Φ está definido mediante el siguiente producto escalar:

El signo negativo que se antepone a la ley de Faraday, toma en consideración la ley de Lenz, siendo el motivo por el que se le denomina ley de Faraday-Lenz y que se expresa así:

La ley de Lenz es aquella que establece que la polaridad de la fuerza electromotriz inducida en un circuito cerrado, debido a la variación en el flujo de campo magnético, es tal que se opone a la variación de dicho flujo.

ley de lenz

Los transformadores eléctricos se basan en la Ley de Lenz para cambiar la tensión de una corriente alterna (CA) sin cambiar la frecuencia. La corriente primaria en una bobina induce una corriente secundaria en otra bobina a través del flujo magnético compartido.

Ciclotrones: Usan un campo magnético constante y un campo eléctrico oscilante para acelerar partículas en un camino espiral. Sincrotrones: Aceleran partículas en un anillo circular, ajustando el campo magnético a medida que las partículas ganan energía. Colisionadores: Dos haces de partículas aceleradas se hacen chocar entre sí, lo que permite estudiar los productos de estas colisiones.

Un acelerador de partículas funciona mediante el uso de campos eléctricos para acelerar las partículas, y campos magnéticos para dirigirlas. Existen diferentes tipos de aceleradores, pero algunos de los más conocidos incluyen:

ejemplos de ley de lenz

A medida que la espira avanza, la superficie en el interior del campo magnético es mayor, por lo que el flujo magnético también es mayor. Entonces, como hay una variación del flujo magnético, habrá una fuerza electromotriz inducida.

EJERCICIO

ejeRcicio

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La ley de Maxwell, en el contexto del electromagnetismo, se refiere a un conjunto de ecuaciones fundamentales que describen cómo los campos eléctricos y magnéticos interactúan entre sí y con las cargas y corrientes eléctricas. Estas ecuaciones son fundamentales para entender los fenómenos electromagnéticos y se pueden resumir en cuatro ecuaciones principales que forman las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones fueron formuladas por James Clerk Maxwell en el siglo XIX y son la base de la teoría del electromagnetismo.

LEY DE MAXWELL

Ley de Maxwell

Ley de Maxwell

Los hornos de microondas funcionan mediante la interacción de ondas electromagnéticas (microondas) con las moléculas de agua y otros materiales en los alimentos, calentándolos. Este proceso está basado en la ley de Maxwell que describe cómo los campos eléctricos oscilantes pueden interactuar con las moléculas de los objetos y generar calor.

Comunicación inalámbrica (radio, televisión, teléfonos móviles, Wi-Fi) Las ondas electromagnéticas, que son soluciones a las ecuaciones de Maxwell, permiten la transmisión de señales a través del aire. Radio y televisión: Las ondas de radio y televisión se propagan como ondas electromagnéticas (particularmente de tipo radiofrecuencia), que son descritas por las ecuaciones de Maxwell. Microondas y hornos de microondas

APLICACIONES DE LAS LEYES DE MAXWELL

EJERCICIO

EJERCICIO

EJERCICIO

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[3] Bing. Accedido el 28 de noviembre de 2024. [En línea]. Disponible: https://www.bing.com/ck/a?!&&p=5752387072cd39aa346300506c9dc12f0c831cb5da23ebaa6a0977bb52cbd740JmltdHM9MTczMjY2NTYwMA&ptn=3&ver=2&hsh=4&fclid=379d5991-fa3b-6b8b-35e9-4cd0fb1a6a53&psq=LENZ+Y+MAXWELL+EXPLICACION+Y+EJERCICIO&u=a1aHR0cHM6Ly9vcGVuc3RheC5vcmcvYm9va3MvZiVDMyVBRHNpY2EtdW5pdmVyc2l0YXJpYS12b2x1bWVuLTIvcGFnZXMvMTYtMS1lY3VhY2lvbmVzLWRlLW1heHdlbGwteS1vbmRhcy1lbGVjdHJvbWFnbmV0aWNhcw&ntb=1

[2] Bing. Accedido el 28 de noviembre de 2024. [En línea]. Disponible: https://www.bing.com/ck/a?!&&p=c6567412098b7a9dca7495c83bb6914ac9d23c4bbe0cad4878471af425f0f120JmltdHM9MTczMjY2NTYwMA&ptn=3&ver=2&hsh=4&fclid=379d5991-fa3b-6b8b-35e9-4cd0fb1a6a53&psq=FARADAY+EXPLICACION+Y+EJERCICIO&u=a1aHR0cHM6Ly93d3cuZmlzaW1hdC5jb20ubXgvbGV5LWRlLWZhcmFkYXktZWplcmNpY2lvcy1yZXN1ZWx0b3Mv&ntb=1

[1] Suche – Microsoft Bing. Accedido el 28 de noviembre de 2024. [En línea]. Disponible: https://www.bing.com/ck/a?!&&p=ce69f62c4c9d528fa4448f0cc981a52744b78f684cb090cbc63edc64dd36ec3bJmltdHM9MTczMjY2NTYwMA&ptn=3&ver=2&hsh=4&fclid=379d5991-fa3b-6b8b-35e9-4cd0fb1a6a53&psq=FEM+EXPLICACION+Y+EJERCICIO&u=a1aHR0cHM6Ly9kZWZpc2ljYS5pbmZvL2Zvcm11bGFzL2Zvcm11bGEtZGUtbGEtZnVlcnphLWVsZWN0cm9tb3RyaXotZmVtLw&ntb=1

REFERENCIAS

[3] Bing. Accedido el 28 de noviembre de 2024. [En línea]. Disponible: https://www.bing.com/ck/a?!&&p=5752387072cd39aa346300506c9dc12f0c831cb5da23ebaa6a0977bb52cbd740JmltdHM9MTczMjY2NTYwMA&ptn=3&ver=2&hsh=4&fclid=379d5991-fa3b-6b8b-35e9-4cd0fb1a6a53&psq=LENZ+Y+MAXWELL+EXPLICACION+Y+EJERCICIO&u=a1aHR0cHM6Ly9vcGVuc3RheC5vcmcvYm9va3MvZiVDMyVBRHNpY2EtdW5pdmVyc2l0YXJpYS12b2x1bWVuLTIvcGFnZXMvMTYtMS1lY3VhY2lvbmVzLWRlLW1heHdlbGwteS1vbmRhcy1lbGVjdHJvbWFnbmV0aWNhcw&ntb=1

REFERENCIAS