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• Juan Carlos Monegro Paula

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I) Defina los siguientes aspectos( favor revisar previamente los refuerzos) a) Definición de magnetismo El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que tienen propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético. b) Definición de imán El imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos (por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones de estos). Puede ser natural o artificial. c) Polo de un imán Los polos de un imán ejercen atracción o repulsión unos sobre otros. Es fácil demostrar con dos imanes de barra que los polos iguales se repelen y los polos diferentes se atraen. Lo curioso es que si partimos en dos un imán (permanente), los dos trozos vuelven a manifestar la presencia de dos polos. No importa cuántas veces lo trocemos, cada fragmento tendrá siempre un polo norte y un polo sur. Algunos científicos postulan la posibilidad teórica de que haya en la naturaleza monopolos magnéticos, pero nadie los ha encontrado. d) Definición de campo magnético Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos.1 El campo

magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. e) Definición de líneas del campo magnético En física, las líneas de campo son una ayuda para visualizar un campo electrostático, magnético o cualquier otro campo vectorial estático. Esencialmente forman un mapa del campo. f) Definición de electromagnetismo El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron presentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo

por James

Clerk

Maxwell.

La

formulación

consiste

en

cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo

magnético y

eléctrica, polarización

sus

respectivas

fuentes

eléctrica y polarización

materiales

magnética),

(corriente conocidas

como ecuaciones de Maxwell. g) Descripción del campo magnético Los campos magnéticos se producen por cualquier carga eléctrica producida por los electrones en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos. h) Corrientes inducidas y ley de Faraday La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que la tensión inducida en un circuito cerrado es

directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde: ∮ 𝐸 ∗ 𝑑𝑙 = −

𝑑 ∫ 𝑠 𝐵 ∗ 𝑑𝐴 𝑑𝑡

donde: es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de

i)

están dadas por la regla de la mano derecha.

Definición de dinamo

Una dinamo o dínamo es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua. j) Ley de Lenz La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico por un conductor con la propiedad de variar el flujo magnético, y afirma que las tensiones o voltajes aplicadas a un conductor, generan una F.E.M. (fuerza electro motriz) que se opone al paso de la corriente que la produce. Esta ley se llama así en honor del físico germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834. En un contexto más general que el usado por Lenz, se conoce que dicha ley es una consecuencia más del principio de conservación de la energía aplicado a la [conservación de la energía#Conservación en presencia de campo electromagnético|energía del campo electromagnético]

k) Define levitación Se denomina levitación al efecto por el que un cuerpo u objeto se halla en suspensión estable en el espacio, sin mediación de otro objeto físico en contacto con el primero que sustente al que levita o "flota", todo ello bajo efectos de la gravedad; o también el fenómeno no ordinario que consiste en que un cuerpo se levante sobre la tierra,

manteniéndose en el aire sin apoyo natural. es decir la persona se queda suspendida en el aire sin ninguna ayuda de un tercero.

l) Flujo magnético El flujo magnético (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =108 maxwells). m) Valor de la tesla 𝑇=

𝑤𝑏 𝑚2

𝑇 = 𝑤𝑏𝑚−2 𝑇=

𝑁 𝐴𝑚

n) Define fuerza electromotriz

La fuerza electromotriz o voltaje inducido (representado fem, FEM o

) es toda

causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electrostático conservativo Ecs cuya circulación, define el voltaje inducido del generador:

𝐹𝐸𝑀 =

−𝑁 ∗ 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

La variación del flujo magnético se mide en weber La variación del tiempo se mide en segundo. La FEM se mide el voltio.

o) Intensidad de campo magnético Los campos magnéticos generados por las corrientes y que se calculan por la ley de Ampereo la ley de Biot-Savart, se caracterizan por el campo magnético B medido en Teslas. Pero cuando los campos generados pasan a través de materiales magnéticos que por sí mismo contribuyen con sus campos magnéticos internos, surgen ambigüedades sobre que parte del campo proviene de las corrientes externas, y que parte la proporciona el material en sí. Como prática común se ha definido otra cantidad de campo magnético, llamada usualmente "intensidad de campo magnético", designada por la letra H. Se define por la relación

p) Definición de electroimán

Un electroimán simple consiste en una bobina de alambre aislado envuelto alrededor de un núcleo de hierro. Un núcleo de material ferromagnético, como el hierro sirve, para aumentar el campo magnético creado. La fuerza del campo magnético generado es proporcional a la cantidad de corriente que atraviesa los arrollamientos.

II) Resuelva los siguientes problemas: 1) El filamento de una lámpara incandescente es perpendicular a un campo magnético de densidad de flujo 0.3 Wb/m². Calcule la fuerza lateral que experimenta una porción de filamento de 4 cm de longitud cuando la corriente que pasa por él es de 0.5 A.