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C.B.T.I.S #243 Nombre de la alumna: Mayra Lizbeth Pérez Pérez Nombre del profesor: Mauro Joseim Gómez Roblero Especialidad: Ofimática Semestre y grupo: 5to “A” Asignatura: Física 2 Investigación:  electromagnetismo  fuerza eléctrica  corriente eléctrica  imanes  ley de Lenz  ley de Faraday  ley de ohm Fecha de entrega: 24 de febrero del 2016

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Índice

Objetivos…………………………………………………………….……2 Introducción………………………………………………………………3 Electromagnetismo………………………………………………………4

Fuerza eléctrica…………………………………………………………..7 Corriente eléctrica…………………………………………………..……9 Imanes……………..………………………………….…………..……..11 Ley de Lenz……………………………………………………..……….13 Ley de Faraday………………………………………………………….16 Ley de ohm………………………………………………………...……18 Conclusión………………………………………………………….…….20 Referencias consultadas ………………………………………….…...21

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OBJETIVOS

Unos de los más principales objetivos es aprender aún más de la física ya que la física es muy grande que día con día descubrimos cosas nuevas Aprender el electromagnetismo Aprender sobre la fuerza eléctrica Aprender sobre la carga eléctrica Aprender sobre los imanes Aprender que nos dice la ley de Lenz, Faraday y ohm

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Introducción:

En esta investigación encontraras cosas interesantes relacionados con la física descubriremos nuevas informaciones la cual nos ayudaran a comprender lo que nos rodea una de las cosas interesantes que descubriremos mediante esta investigación está relacionado todo con la electricidad y sus componentes.

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ELECTROMAGNETISMO

Rama de la física que estudia las relaciones entre la electricidad y el magnetismo, es decir, el campo magnético creado por la corriente eléctrica y el efecto de un campo magnético sobre una corriente eléctrica.

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Dentro de esta rama se hallan, por el hecho de basarse en las leyes del electromagnetismo, la electrodinámica y la inducción electromagnética, que tratan, respectivamente, de las acciones ponderomotrí-ces entre las corrientes eléctricas y de las fuerzas electromotrices inducidas en un circuito por la variación del flujo electromagnético. Las leyes del electromagnetismo son la base del funcionamiento de los electroimanes de los motores eléctricos, las dinamos y los alternadores.

Aplicación en la vida cotidiana

* Electroimán se utiliza en los timbres, para separar latas y clavos en vertederos y en manipulación de planchas metálicas. * Relé se utiliza en interruptores y conmutadores.

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* Alternador máquina que sirve para generar corriente. * Dínamo se utilizan para obtener corriente continua en los carros. * Transformador, sirve para transportar la energía. * Aparatos de medida para magnitudes eléctricas. Actualmente el campo electromagnético abarca todo el mundo, no existe un lugar en donde no se produzca este fenómeno pues hasta en los lugares más remotos del planeta lo vemos reflejado. Sin la aplicación de este no existiría la electricidad que en la actualidad utilizamos para el funcionamiento de distintos aparatos como son la radio, la televisión, computadoras, luces fluorescentes, motores, secadoras comunes del pelo, radiotransmisores, hornos de microondas, etc. solo por mencionar algunos, los cuales tenemos y podemos encontrar dentro de nuestro hogar, trabajo, escuela, e incluso dentro de los automóviles y como ya mencionaba con anterioridad, como individuos o seres humanos estamos expuestos a formar parte de este fenómeno.

FUERZA ELÉCTRICA

Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

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La fuerza entre dos cargas se calcula como: q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2 d = Distancia de separación entre las cargas Fe = Fuerza eléctrica La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar dirección y sentido. Dirección de la fuerza eléctrica Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas. Sentido de la fuerza eléctrica El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario. Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta

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carga y se hace la composición de fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante. Aplicaciones en la vida cotidiana ¿Por qué al frotar un globo inflado con tu cabello y colocarlo luego contra la pared, se pega ahí? Respuesta: Al frotar el globo, se carga eléctricamente. La carga del globo introdujo una carga superficial de signo contrario en la pared. Predomina la cercanía, porque la carga del globo está algo más cerca de la carga opuesta inducida, que la de la carga del mismo signo. ¿Por qué si frotas un globo contra tu cabeza y arrimas la misma al muro, se te quedará pegada en la pared? ¿Tuvo que ver en ello el globo y por qué? Respuesta: Es una broma. Esto sucedería sólo si tu cabeza estuviese llena de aire porque la masa de tu cabeza sería similar a la del globo y predominaría, apreciándose la fuerza de atracción. ¿Cómo podrías mostrar la existencia de estados eléctricos opuestos? Con un péndulo eléctrico, un tubo de vidrio y una barra de ebonita o de ámbar. Frotamos el vidrio y lo acercamos al péndulo; al quedar éste electrizado, será repelido por el vidrio. Si a continuación frotamos la ebonita o el ámbar y lo aproximamos al péndulo, veremos que es atraído por la ebonita o ámbar. Conclusión: la electricidad del vidrio es distinta que la del ámbar. Ejercicio Determinar la fuerza eléctrica que sufre una carga q1=2mC situada en el vacío en el punto (3,-2,4), al situar otra carga q2=-5 µC en el punto (2,-4,2). Solución Datos q1=2 mC = 2 · 10-3 C

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p1= (3,-2,4) q2=-5 µC = -5· 10-6 C p2= (2,-4,2) K = 9·109 N·m2/C2 F2,1?

CORRIENTE ELÉCTRICA

Llamamos corriente eléctrica a aquella magnitud física que nos indica la cantidad de electricidad que recorre un conductor, durante una unidad de tiempo determinada. Por caso, la corriente eléctrica es la consecuencia del movimiento que presentan los electrones que se hayan dispuestos en el interior del material.

Aplicación en la vida cotidiana

La vida diaria te refleja la necesidad de la electricidad. El ser humano ha dependido de la electricidad, tanto, que si en una semana se corta la energía eléctrica, todos se volverían locos.

Electricidad en la comunidad

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La electricidad en la comunidad se manifiesta, entre otros, a través de: alumbrado público en plazas, parques, autopistas, túneles, carreteras, etc., con el fin de proporcionar seguridad y visibilidad a los peatones y mejor desenvolvimiento del tráfico automotor en horas nocturnas; los semáforos en la vía pública permiten regular y controlar el flujo de vehículos.

Electricidad en el hogar El uso de la electricidad en la vida moderna es imprescindible. Difícilmente una sociedad puede concebirse sin el uso de la electricidad. La industria eléctrica, a través de la tecnología, ha puesto a la disposición de la sociedad el uso de artefactos eléctricos que facilitan las labores del hogar, haciendo la vida más placentera. Las máquinas o artefactos eléctricos que nos proporcionan comodidad en el hogar, ahorro de tiempo y disminución en la cantidad de quehaceres, se denominan electrodomésticos.

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IMANES

Con origen en el vocablo francés aimant, la palabra imán se utiliza para identificar a un mineral en cuya estructura se combina un par de óxidos de hierro y que posee la particularidad de generar atracción en otros elementos de hierro, acero o, en

menor

medida,

de

otras

clases

de materiales

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El imán dispone de un campo magnético capaz de provocar atracción o conseguir repeler otros cuerpos magnéticos. La materia presenta, en su interior, movimientos de los electrones almacenados en los átomos. Cuando este movimiento se orienta a direcciones diferentes, el efecto se anula.

En cambio, cuando todos esos pequeños imanes están en una misma línea, la materia se magnetiza. Según cuentan los expertos, la fuerza más poderosa de atracción de un imán se localiza en los polos (tal como se conoce a los extremos). Cada imán tiene un par de polos (uno que es positivo y otro con carga negativa): si son idénticos, los polos se rechazan, mientras que de ser diferentes se produce el fenómeno de atracción.

Aplicación en la vida cotidiana

Sin los imanes, el mundo sería un lugar muy diferente, de acuerdo con Jan Pritchett de la Sociedad de National Geographic, "los imanes son materiales que tienen una fuerza o campo magnético que puede atraer o repeler objetos". Para hacer una investigación más profunda de la importancia de los imanes en la vida diaria, los niños deben estudiar cinco formas en las que se utilizan los imanes, como en las brújulas, los trenes, las máquinas expendedoras, para sostener objetos y en los motores eléctricos.

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La gente usa los imanes para guardar notas en las puertas del refrigerador. Son una parte esencial de los artículos de tecnología, como altavoces, motores y los discos duros de las computadoras. Y las tarjetas de crédito llevan información de la cuenta en una banda magnética.

Ejercicios resueltos

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LEY DE LENZ

La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en dicho conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo magnético que las induce.

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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 energía del campo electromagnético.

Aplicación en la vida cotidiana

Alternadores Los dispositivos generadores de corrientes eléctricas alternas se llaman alternadores. Un alternador consta básicamente de dos elementos: el rotor, que provoca el giro del conjunto, y el estator, que rodea al anterior y rota alrededor de su eje. Motores de corriente alterna Los generadores de corriente alterna o alternadores pueden utilizarse también como motores para generar energía mecánica a partir de la eléctrica. Para ello basta con conectar las escobillas de un alternador con otro generador de alterna, con el fin de inducir una reorientación y un giro indefinido de la espira del segundo alternador mientras exista aporte de corriente. Ejercicios

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LEY DE FARADAY

La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece

que

el voltaje

inducido 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:2

(*) Donde

es el campo eléctrico,

es el elemento infinitesimal del contorno C,

es la densidad de campo magnético y Ses una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de

están dadas por la regla de la mano

derecha. Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad.

Aplicación en la vida cotidiana

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Transformador Al estudiar los efectos de inducción de una bobina (primario) sobre otra (secundario) se obtiene que en el caso ideal, el voltaje que resulta en el secundario sea proporcional al voltaje del primario. De esta manera se puede elevar o reducir el voltaje a voluntad. El dispositivo formado por estas dos bobinas alrededor de un núcleo es un transformador

Freno magnético Otra aplicación directa de la ley de Faraday es su uso en frenos magnéticos. Estos no se basan, como podría pensarse, en la atracción magnética sobre una pieza de hierro o acero.

Cocinas de inducción El mismo principio de los frenos magnéticos se plica si lo que queremos es producir calor. Una cocina de inducción consiste en un imán en espiral situado debajo de la pkaca vitrocerámica, que produce un campo magnético alterno (que varía como el coseno de ωt). Al colocar sobre la cocina un recipiente metálico se inducen corrientes de Foucault en el propio recipiente y en el agua y alimentos que

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contiene. El calor liberado por estas corrientes es el que se emplea para cocinar los alimentos Ejercicio resuelto

LEY DE OHM

La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial

que aparece

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entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente

que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley

introduciendo la noción de resistencia eléctrica proporcionalidad que aparece en la relación entre

; que es el factor de e :

La fórmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente,1 2 y en la misma, potencial,

a la resistencia e

esas

magnitudes

tres

en

corresponde a la diferencia de

a la intensidad de la corriente. Las unidades de el

sistema

internacional

de

unidades

son,

respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A). Otras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuación anterior, son:



válida si 'R' no es nulo



válida si 'I' no es nula

En los circuitos de alterna senoidal, a partir del concepto de impedancia, se ha generalizado esta ley, dando lugar a la llamada ley de Ohm para circuitos recorridos por corriente alterna, que indica: 3

 Donde

corresponde al fasor corriente,

impedancia.

Aplicaciones en la vida cotidiana

al fasor tensión y

a la

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La importancia de esta ley reside en que verifica la relación entre la diferencia de potencial en bornes de una resistencia o impedancia, en general, y la intensidad de corriente que circula a su través. Con ella se resuelven numerosos problemas eléctricos no solo de la física y de la industria sino también de la vida real como son los consumos o las pérdidas en las instalaciones eléctricas de las empresas y de los hogares. También introduce una nueva forma para obtener la potencia eléctrica, y para calcular la energía eléctrica utilizada en cualquier suministro eléctrico desde las centrales eléctricas a los consumidores. La ley es necesaria, por ejemplo, para determinar qué valor debe tener una resistencia a incorporar en un circuito eléctrico con el fin de que este funcione con el mejor rendimiento.

Ejercicio resuelto

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CONCLUSIÓN:

En esta investigación estuvimos hablando de temas interesantes una de ellos fue el electromagnetismos que nos dice que está relacionada con la electricidad y el magnetismo estos dos hacen el funcionamiento de lo que es el electromagnetismo en esta intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento las cuales son protones, neutrones y electrones usando un campo eléctrico y magnéticos dando efecto en sustancias solidad liquidas y gaseosas, también la fuerza eléctrica es uno de las cuales depende de un valor y de las cargas positivas y negativas y dependen del signo de cada carga. Si los dos son positivos o negativos se rechazan pero si uno es positivo y negativo se atraen mediante la corriente eléctrica también nos puede indicar la cantidad de electricidad que recorre un conductor durante una unidad de tiempo determinado, el movimiento de los electrones que se hayan dispuesto en el interior de un material es la consecuencia de la corriente eléctrica tanto como esto, el tema de los imanes es otro de los conceptos de la física la cual nos dice que está conformado por un mineral la cual se combina óxidos de hierro y también acero este dispone de un campo magnético capaz de provocar una atracción o conseguir rechazar dependiendo de las cargas eléctricas dentro de este se mueven electrones almacenados en los átomos en

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esta investigación observamos que también se relacionan algunas leyes cono la ley de Lenz que nos dice que esto también es para el campo electromagnético y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo magnético la cual las induce. La ley de Faraday se dice que es un medio de inducción electromagnética esta establece el voltaje en un circuito cerrado esto es directamente proporcional a la rapidez con que cambia, la última ley que leímos fue la ley de ohm esta es una ley relacionada con la electricidad Establece que la diferencia de potencial que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el citado conductor al investigar todo esto lo que pretendemos es tener un mismo objetivo la cual es aprender sobre la física.

REFERENCIAS ELECTRÓNICAS

https://www.google.com.mx/#q=electromagnetismo https://www.google.com.mx/#q=fuerza+electrica https://www.google.com.mx/#q=corriente+electrica https://www.google.com.mx/#q=imanes https://www.google.com.mx/#q=ley+de+lenz https://www.google.com.mx/#q=ley+de+faraday https://www.google.com.mx/#q=ley+de+ohm