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• Macarena Santa Cruz Vega

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_________________________________________________________ Circuitos en serie, paralelo y mixto 3. RESUMEN El electromagnetismo es la rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados 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 sus respectivas fuentes materiales que son conocidas como ecuaciones de Maxwell. Los conceptos relacionados a la teoría incluyen la corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética. El electromagnetismo es una teoría de campos. Las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento. Se utiliza los campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica Cuántica o física moderna. 4. INTRODUCCION

Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo. Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva su magnetismo tras haber sido imantado. En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural. La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B. El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo. 5. OBJETIVOS 5.1 GENERAL Dar a conocer las propiedades del magnetismo, así como la forma en que se generan los campos magnéticos y su relación con los polos a través de la implementación del método científico para identificar su importancia en el desarrollo y bienestar de la humanidad. 5.2 ESPECIFICO  Comprender los efectos del campo magnético sobre partículas cargadas y sobre corrientes, entendiendo algunas de las aplicaciones prácticas de estas fuerzas.  Comprender el magnetismo natural.



Comprender el fenómeno de la inducción magnética y su aplicación a la producción de corriente alterna y continua 6. FUNDAMENTO TEORICO 1. CAMPO MAGNETICO: Los campos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las fuentes de campos magnéticos son esencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos. La unidad SI para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB, que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético más pequeña. 2. FUERZA MAGNETICA: Es conocido que un conductor por el que circula una corriente sufre una fuerza en presencia de un campo magnético. Puesto que la corriente está constituida por cargas eléctricas en movimiento, empezaremos por estudiar la fuerza sobre una única carga. 2.1. FUERZA DE LORENTZ: Al observar experimentalmente cómo es la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q se cumple que: Si la carga está en reposo, el campo B no ejerce ninguna fuerza sobre ella. La fuerza es máxima cuando la velocidad de la carga v y el campo B son perpendiculares y es nula cuando son paralelos. La fuerza es perpendicular al plano formado por v y B. La fuerza es proporcional al valor de la carga q y a la velocidad v. Si la carga cambia de signo, la fuerza cambia de sentido Resumiendo todos estos hechos, se concluye que la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica “q” que se mueve con una velocidad “v” viene dada por la expresión:

La fuerza electrostática es tangente en cada punto a las líneas de campo eléctrico, sin embargo, para el campo magnético se cumple que:

“LA FUERZA MAGNÉTICA ES PERPENDICULAR A LAS LÍNEAS DE CAMPO B”… 7. PARTE EXPERIMENTAL 7.1 MATERIALES    

Brújula Imanes de barra Limaduras de hierro Hoja bond A4

7.3 PROCEDIMIENTO 1. Se identifico el campo repulsivo 2. Se identifico el campo magnético de atracción 3. Se espolvoreo limadura de hierro sobre el imán para identificar las líneas de fuerza. Inicialmente se colocaron dos imanes pegados

4. En el siguiente caso se colocaron los imanes separados con los polos diferentes separados, en este caso la limadura de hierro forma una línea (poco visible) que conecta los dos imanes. 5. En el último caso se colocaron los imanes separados con los polos iguales enfrentados, demostrando que en la espacio entre los dos imanes no se conectan la limadura. 8. RESULTADOS OBTENIDOS 1. PRIMERA OBSERVACION

SUR-NORTE

NOTA: En este grafico podemos observar que las líneas de campo se atraen debido a que polos opuestos se atraen. 2. SEGUNDA OBSERVACION NORTE- NORTE

3. TERCERA OBSERVACION SUR-SUR

9. CONCLUSIONES    

Las líneas de campo producidos por un imán salen del polo norte al polo sur. Las líneas de campo se extienden en el espacio. Las líneas de campo con polos diferentes ese dirigen del polo norte al polo sur. Las líneas de campo de polos iguales sus son asintóticas en el espacio (nunca se cortan).

10. BIBLIOGRAFIA -F.W. Sears, M.W. Zemansky, H.D. Young y R.A. Freedman: “Física Universitaria”, 12ª Edición. Vol. 1 y 2. Addison-Wesley-Longman/Pearson Education. - Serway, Raymond; Fisica, conceptos y aplicaciones, 5a edición, Mc Graw-Hill, México: 2007. - Tippens, Paul; Fisica; 8a edición, Mc Graw-Hill, México:2009.