viernes, 7 de junio de 2013

Los fenómenos electromagnéticos y su importancia

Inducción electromagnética
La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. La inducción electromagnética consiste en obtener energía eléctrica a partir de variaciones de flujo magnético.
Se puede definir como campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.
El descubrimiento por Faraday y Henry de éste fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Se entiende como electromagnetismo al fenómeno con relación entre imán y corriente eléctrica.

Campo de fuerzas magnéticas.
Las limaduras y alfileres de hierro, dejadas sobre una mesa, se mueven cuando se les acerca un imán. Si dicho imán se acerca a una brújula, la aguja se desvía, estas y otras más demuestran que el espacio alrededor del imán adquiere propiedades especiales, ya que el imán es capaz ejercer fuerzas en su entorno, es decir, el imán crea un campo de fuerzas.
En un imán no es posible separar dos campos magnéticos.
Los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relación fue descubierta por casualidad. El físico químico danés Hans Oersted estaba preparando su clase de física, en una tarde del mes de Abril, cuando al mover una brújula  cerca de un cable que conducía corriente eléctrica, notó que la aguja se deflactaba en la dirección del cable. Por primera vez se halló conexión entre la electricidad y el magnetismo, que se considera el nacimiento del electromagnetismo. El experimento era muy claro, la brújula estaba magnetizada y al acercarla a un campo eléctrico, la aguja de ésta giraba perpendicularmente, en otras palabras, alteraba el movimiento y daba comienzo al electromagnetismo.
Gracias a éste fenómeno podemos construir un electroimán, mucho más potente que los imanes naturales, haciendo pasar corriente que hemos enrollado alrededor de una pieza de hierro.
El descubrimiento debido a Hans Christian Oersted, de que una corriente eléctrica produce un campo magnético, estimuló la imaginación de los físicos de la época y multiplicó el número de experimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad y el magnetismo.
Pero fue Faraday el primero en precisar en qué condiciones podía ser observado semejante fenómeno.
La fuente principal de producción de electricidad, al menos a escala industrial, está basada en la inducción electromagnética descubierta experimentalmente por Michael Faraday en 1831. Éste físico y químico inglés se empezó a interesar en los fenómenos eléctricos y repitió los experimentos  de Oersted y Ampere. Ampere dijo que se puede obtener magnetismo de la electricidad, ¿Será posible obtener electricidad del magnetismo?
Faraday inició una serie de experimentos con el fin de comprobar si se podía obtener electricidad a partir del magnetismo.
Faraday descubrió experimentalmente el fenómeno de la inducción electromagnética. En fechas anteriores todos sus intentos resultaron fallidos pero no esta vez.
Faraday explica cómo el campo magnético al acercarlo a un conductor como el cobre, que dentro de él se permite que se emita un movimiento de la en la estructura de la materia que se llama electrón y así se forma la fuerza eléctrica a través del magnetismo.

Electroimán
El electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se genera mediante la circulación de una corriente eléctrica a través de un conductor. Su superioridad frente al imán permanente reside en que la intensidad del campo generado depende de la cantidad de corriente que circule a través de él, y por tanto es posible controlar su comportamiento. Un electroimán, es compuesto en su interior, por un núcleo de hierro. Núcleo al cual, se le ha incorporado un hilo conductor, recubierto de material aislante, tal como la seda o el barniz. Hilo que tiene que ir enrollado en el núcleo, para que el electroimán funcione.

Aplicaciones cotidianas del electromagnetismo

Trenes de levitación magnética. Estos trenes no se mueven en contacto con los rieles, sino que van “flotando” a unos centímetros sobre ellos debido a una fuerza de repulsión electromagnética. Esta fuerza es producida por la corriente eléctrica que circula por unos electroimanes ubicados en la vía de un tren, y es capaz de soportar el peso del tren completo y elevarlo.
Timbres. Al pulsar el interruptor de un timbre, una corriente eléctrica circula por un electroimán creado por un campo magnético que atrae a un pequeño martillo golpea una campanilla interrumpiendo el circuito, lo que hace que el campo magnético desaparezca y la barra vuelva a su posición. Este proceso se repite rápidamente y se produce el sonido característico del timbre.
Motor eléctrico. Un motor eléctrico sirve para transformar electricidad en movimiento. Consta de dos partes básicas: un rotor y un estator. El rotor es la parte móvil y está formado por varias bobinas. El estator es un imán fijo entre cuyos polos se ubica la bobina. Su funcionamiento se basa en que al pasar la corriente por las bobinas, ubicadas entre los polos del imán, se produce un movimiento de giro que se mantiene constante, mediante un conmutador, generándose una corriente alterna.
Transformador. Es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna. Está formado por dos bobinas enrolladas en torno a un núcleo o marco de hierro. Por la bobina llamada primario circula la corriente cuyo voltaje se desea transformar, produciendo un campo magnético variable en el núcleo del hierro. Esto induce una corriente alterna en la otra bobina, llamada secundario, desde donde la corriente sale transformada. Si el número de espiras del primario es menor que el del secundario, el voltaje de la corriente aumenta, mientras que, si es superior, el voltaje disminuye.
El electroimán se utiliza en los timbres, para separar latas y clavos en vertederos y en manipulación de planchas metálicas.
Aplicaciones del  electroimán.
• Un timbre eléctrico - Los electroimanes hacen que el martillo vibre de acá para allá, tocando el timbre.
 • Una cerradura eléctrica - Cuando se ha contestado al interfono, la puerta puede abrirse desde el piso de arriba. Un electroimán tira del cerrojo para abrirlo. Cuando se desconecta, el cerrojo vuelve atrás.
 • Una grúa - Una grúa para chatarra puede levantar un coche entero. Lo mueve a su posición, y se desconecta para soltarlo.
• Una herramienta de cirujano - Un cirujano oftalmólogo puede sacar restos de acero del ojo de un paciente usando un electroimán. Se aplica corriente hasta que tira sólo lo suficiente para quitar suavemente el metal.

Luz blanca

La luz blanca es la suma de las vibraciones electromagnéticas con longitudes de onda de 350 a 750 nanómetros, se forma por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos. La luz es partícula y onda, Newton logró descomponerla en sus colores espectrales por medio de un prisma. 

La luz se comporta como materia y como onda. La energía del Sol llega a la Tierra en forma de ondas.
La óptica estudia el comportamiento de la luz. La luz viaja en línea recta por eso nuestros ojos perciben las imágenes de forma invertida. 


Onda electromagnética

Una variación el campo eléctrico produce un campo magnético y un cambio en el campo magnético da como resultado un campo eléctrico. Pues bien cuando una cuando una partícula con carga eléctrica, como el electrón, se acelera, produce una perturbación en sus campos eléctrico y magnético, la cual se propaga a través el espacio formando una onda electromagnética. La onda electromagnética es su propio motor y su medio de transporte, el cambio de un campo produce el cambio del otro y así sucesivamente, esto se hace a 300 000 km/s.
Además estas ondas electromagnéticas son transversales, a diferencia de las ondas sonoras que son longitudinales. Las ondas electromagnéticas se mueven en línea recta lejos de cuerpos muy masivos y hacia todas las direcciones.


Emisión de ondas electromagnéticas

La luz es una onda electromagnética que transporta energía, cuando la luz incide sobre la materia, obliga a las cargas eléctricas de ésta a vibras. Las cargas eléctricas que vibran son los electrones. En consecuencia, las vibraciones del emisor se transfieren al receptor.


Composición y descomposición de la luz blanca

Newton fue el primer científico que descompuso la luz blanca en todos sus colores, utilizando un prisma, y los describió. Estos mismos colores son los del arco iris, sólo que en este caso las gotitas de agua son representadas con el prisma, Cada gota de agua descompone un poco de luz, pero al multiplicarse en la lluvia se hace el arco iris. Newton también combinó dos prismas de manera que los haces de colores hicieran una composición para formar de nuevo la luz blanca.


Arco Iris

Es un fenómeno atmosférico luminoso que hace visible un espectro de luz en el cielo cuando los rayos solares atraviesan partículas de agua. Tiene forma de un arco.








Chamizo José Antonio, Esfinge, Naucalpan, Estado de México, 2008

Lozano de Swan Natasha, Cienecias 2, Física, Santillana, México, D.F, 2006.

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