sábado, 28 de noviembre de 2015

ELECTROMAGNETISMO

La relación entre magnetismo y electricidad se descubrió en 1819, cuando, mientras se preparaba para una demostración en una conferencia, el científico danés Hans Oersted (1777 - 1851) descubrió que una corriente eléctrica en un cable afectaba a la aguja de una brújula.

Tras el trabajo de Hans Oersted, todo se disparó. El físico francés, André Ampère (1775-1836) dedujo las leyes cuantitativas de la fuerza magnética entre conductores. Alrededor de 1820, Michael Faraday (1791 - 1867) y Joseph Henry (1797-1878) identificaron la posibilidad de generar corriente eléctrica a partir de campos magnéticos. Años después, James Clerk Maxwell (1831 - 1879) demostraría lo contrario: se pueden generar campos magnéticos a partir de campos eléctricos variables. se había producido la unión de dos campos que parecían completamente ajenos, la Electricidad y el Magnetismo, y había nacido el Electromagnetismo.

En los siguientes microexperimentos, vamos a mostrar algunos de los efectos que produce el Electromagnetismo y que están en el corazón mismo de la tecnología.

En primer lugar, vamos a reproducir la experiencia de Oersted. Colocamos la brújula y le acercamos un hilo por el que circula corriente... La aguja de la brújula se coloca perpendicular al hilo. Por tanto, esto solo puede significar que toda corriente eléctrica genera un campo magnético. Ampère, posteriormente, estudió las características de ese campo magnético. Empleando la regla de la mano derecha, sabemos que si el pulgar indica el sentido de la corriente, el resto de dedos nos indica la dirección del campo magnético.



Ahora vamos con la ley de Faraday-Lenz. Esta ley dice: "La polaridad de la fuerza electromotriz inducida en una espira es tal que genera una corriente cuyo campo magnético se opone al cambio en el flujo magnético que atraviesa la espira. Es decir, la corriente inducida tiene una dirección tal que el campo magnético inducido intenta mantener el flujo original a través de la espira." Tal vez suena un poco duro... En el siguiente vídeo se intenta explicar experimentalmente. Si tomamos un tubo de cobre (conductor) y dejamos caer un imán de neodimio (campo magnético) a su través observamos que cae mucho más lentamente de lo esperado. ¿Por qué?... El cambio en el flujo magnético (el imán que cae) genera una fuerza electromotriz inducida (corriente en el tubo de cobre) que genera un campo magnético que se opone al del imán. Esto es lo que hace que caiga más lentamente.



Otra de las aplicaciones del electromagnetismo es el conocido como El Motor Más Sencillo del Mundo ampliamente visto en internet y youtube. Aunque su funcionamiento se basa en los estudios de Faraday, para la explicación de este dispositivo resulta más simple partir de la Ley de Lorentz: "Una carga moviéndose con velocidad v en presencia de un campo eléctrico E y un campo magnético B, experimenta una fuerza total, llamada Fuerza de Lorentz (F), resultado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan sobre ella. F = q.E + q.v x B"


Y por último, este "tren" electromagnético...



Fotografías:
- wikipedia.es
Bibliografía:
“Física para ciencias e ingeniería”. Tomo II.W. Edward Gettys, Frederick J. Keller y Malcolm J. Skove. Editorial McGraw Hill.
“Física”. Volumen 2. Raymond A. Serway y John W. Jewett. Editorial Thomson.
“Física para la Ciencia y la Tecnología”. Volumen 2ª. Paul A. Tipler y Gene Mosca. Editorial Reverté.

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