Instituto Tecnológico de Tijuana
Ingeniería en Nanotecnología
= Magnetismo y electromagnetismo =
Materia.- Tópicos de Ingeniería y Tecnología I
Maestro.- Jorge Carlos Ríos
Alumnos.-
Francisco Figueroa Mendoza
Martin Fernando Ochoa Rodríguez
Ernesto Alonso Raygoza López
5 de abril del 2011
Campo Magnético.
El campo magnético es una región de espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad
Donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético.
El módulo de la fuerza resultante será
La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad localizada en el espacio de orientar un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.
Electromagnetismo
En 1820 el físico danés Hans Christian Oerted descubrió que entre el magnetismo y las cargas de la corriente eléctrica que fluye por un conductor existía una estrecha relación.
El electromagnetismo se utiliza tanto en la conversión de energía mecánica en energía eléctrica (en generadores), como en sentido opuesto, en los motores eléctricos.
Cuando una corriente (sea alterna o continua) viaja por un conductor (cable), genera a su alrededor un efecto no visible llamado campo electromagnético.
Este campo forma unos círculos alrededor del cable como se muestra en la figura. Hay círculos cerca y lejos al cable en forma simultánea.
El campo magnético es más intenso cuanto más cerca está del cable y esta intensidad disminuye conforme se aleja de él hasta que su efecto es nulo. Se puede encontrar el sentido que tiene el flujo magnético si se conoce la dirección que tiene la corriente en el cable y con la ayuda de La ley de la mano derecha
Este efecto es muy fácil visualizar en corriente continua
La fórmula para obtener el campo magnético en un conductor largo es:
Donde:
B: campo magnético
m: es la permeabilidad del aire
I: corriente que circula por el cable
d: distancia desde el cable
Si hubiera N cables juntos el campo magnético resultante sería:
Donde N: número de cables.
El campo magnético en el centro de una bobina de N espiras circulares es:
Donde: R es el radio de la espiral
Es importante mencionar que una corriente en un conductor genera un campo magnético y que un campo magnético genera una corriente en un conductor. Sin embargo, las aplicaciones más conocidas utilizan corriente alterna.
Por ejemplo:
Las bobinas, donde la energía se almacena como campo magnético. Los transformadores: Donde la corriente alterna genera un campo magnético alterno en el bobinado primario, que induce en el bobinado secundario otro campo magnético que a su vez causa una corriente, que es la corriente alterna de salida.
Dispositivos electromagnéticos.
Cinta Magnética: Está formada por una cinta de material plástico recubierta de material ferromagnético, sobre dicha cinta se registran los caracteres en formas de combinaciones de puntos, sobre pistas paralelas al eje longitudinal de la cinta. Estas cintas son soporte de tipo secuencial, esto supone un inconveniente puesto que para acceder a una información determinada se hace necesario leer todas las que le preceden, con la consiguiente pérdida de tiempo.
Tambores Magnéticos: Están formados por cilindros con material magnético capaz de retener información, Esta se graba y lee mediante un cabezal cuyo brazo se mueve en la dirección del eje de giro del tambor. El acceso a la información es directo y no secuencial.
Disco Duro: Son en la actualidad el principal subsistema de almacenamiento de información en los sistemas informáticos. Es un dispositivo encargado de almacenar información de forma persistente en un ordenador, es considerado el sistema de almacenamiento más importante del computador y en él se guardan los archivos de los programas.
Disquete o Disco flexible: Un disco flexible o también disquete, es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de un material magnético que permite la grabación y lectura de datos, fino y flexible (de ahí su denominación) encerrado en una carcasa fina cuadrada o rectangular de plástico. Los discos, usados usualmente son los de 3 ½ o 5 ¼ pulgadas, utilizados en ordenadores o computadoras personales, aunque actualmente los discos de 5 ¼ pulgadas están en desuso.
Electroimanes para Tracción y Traslado
Equipos Electromagnéticos
Histéresis Magnética
En física se encuentra, por ejemplo, histéresis magnética si al magnetizar un ferromagneto éste mantiene la señal magnética tras retirar el campo magnético que la ha inducido. También se puede encontrar el fenómeno en otros comportamientos electromagnéticos, o los elásticos.
La histéresis magnética es el fenómeno que permite el almacenamiento de información en los imanes de los discos duros o flexibles de los ordenadores: el campo induce una magnetización en el pequeño imán, que se codifica. Esta codificación permanece en ausencia de campo, y puede ser leída posteriormente, pero también puede ser invertida aplicando un campo en sentido contrario.
Para poder conocer el ciclo de histéresis de un material, se puede utilizar el magnetómetro de Köpsel, que se encarga de proporcionarle al material ferromagnético los cambios senoidales de la corriente eléctrica para modificar el sentido de los imanes.
Curva de histéresis de magnetización.
En electrotecnia se define la histéresis magnética como el retraso de la inducción respecto al campo que lo crea.
Se produce histéresis al someter al núcleo a un campo creciente, los imanes elementales giran para orientarse según el sentido del campo. Al decrecer el campo, la mayoría de los imanes elementales recobran su posición inicial, sin embargo, otros no llegan a alcanzarla debido a los rozamientos moleculares conservando en mayor o menor grado parte de su orientación forzada, haciendo que persista un magnetismo remanente que obligue a cierto retraso de la inducción respecto de la intensidad de campo.
Las pérdidas por histéresis representan una pérdida de energía que se manifiesta en forma de calor en los núcleos magnéticos. Con el fin de reducir al máximo estas pérdidas, los núcleos se construyen de materiales magnéticos de características especiales.
La pérdida de potencia es directamente proporcional al área de la curva de histéresis.
Inducción electromagnética
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.
La ley de inducción de Faraday establece que la Fuerza Electromotriz inducida en un circuito es igual a menos la derivada del flujo magnético con respecto del tiempo.
Matemáticamente se puede expresar como:
Donde:
Φ = Flujo magnético en weber
t = Tiempo en segundos
Y el signo (−) es debido a la Ley de Lenz.
La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.
De forma más general, las ecuaciones que describen el fenómeno son:
Bibliografía
http://www.utchvirtual.net/recursos_didacticos/documentos/fisica/electromagnetismo.pdf
SOLO DA CLICK DONDE DICE DESCARGA NORMAL Y ACEPTAR EL ARCHIVO PARA PODER DESCARGAR Y VISUALIZARLO
http://www.megaupload.com/?d=9YJ7UNCM
