MAGNETISMO: 2012

LEY DE LENZ Y FARADY

1) QUE ES, PARA QUE SIRVE, COMO SE MIDE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ

RTA// Se denomina fuerza electromotriz a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

La f.e.m. se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico.
Por lo que queda que:
P = R / A

Máquinas electromagnéticas. Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos y mecánicos. Es el caso de las dinamos y generadores pequeños utilizados en plantas eléctricas portátiles y otros usos diversos, así como los de gran tamaño empleados en las centrales hidráulicas, térmicas y atómicas, que suministran energía eléctrica a industrias y ciudades.

La fem es la causa del movimiento de las cargas dentro del propio generador, mientras que la diferencia de potencial es la causa del movimiento de las cargas en el resto del circuito. Por tanto, un generador o fuente de fem es un dispositivo que transforma energía eléctrica.

Se pueden mencionar básicamente seis métodos comúnmente usados para la producción de la fuerza electromotriz. Algunos de estos métodos son mucho más usados que otros.

VOLTAJE PRODUCIDO POR FRICCIÓN: su aplicación principal se encuentra en los llamados GENERADORES DE VAN DE GRAFF, usados en algunos laboratorios para producir voltajes.

VOLTAJE PRODUCIDO DE LA ENERGÍA QUÍMICA: Las baterías y celdas combustibles son un ejemplo de uso de la energía química para producir voltaje en corriente continua. Hay dos categorías generales de baterías: Primarias y Secundarias. Las celdas primarias no se pueden recargar en tanto que las secundarias si son recargables. La unidad básica de una batería es una celda. Las baterías comerciales pueden ser de celdas sencillas o de una combinación de celdas. El voltaje de la celda cuando no se demanda corriente está determinado por los elementos químicos y los metales usados para construirla. Por lo tanto, las celdas de mercurio difieren de las de carbón - zinc. Así como las de oxido de níquel difieren de las de carga ácida.

VOLTAJE PRODUCIDO POR MAGNETISMO: Los imanes o los dispositivos magnéticos se usan en una gran variedad de aplicaciones. La energía mecánica se puede obtener a su vez de una gran variedad de fuentes primarias de energía como son: El agua, usando turbinas hidráulicas, el vapor, usando turbinas térmicas, en donde se requiere diesel, gasolina, turbosina o derivados del petróleo como fuente primaria, también una fuente primaria son los materiales nucleares, el viento, las mareas de mar.

Para empezar con este principio, deben existir tres condiciones fundamentales para producir voltaje a partir de magnetismo y que son:

1.- Debe haber un conductor en el cual el voltaje se produzca.

2,. Debe haber un campo magnético, cerca del conductor.

3.- Debe haber un movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético.

2) QUE ES UN GALVANOMETRO Y QUE MIDE

Un galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Como veremos su funcionamiento se basa en fenómenos magnéticos. Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica.

El galvanómetro consta de una aguja indicadora, unida mediante un resorte espiral, al eje de rotación de una bobina rectangular plana, que está suspendida entre los polos opuestos de un imán permanente.

3) HACER UN CUADRO COMPARATIVO DE LAS LEYES DE FARADY Y LENZ

Ley de Lenz

Leyes de Faraday

La Ley de Lenz explica que siempre que se induce una corriente, su campo magnético se opone al cambio de flujo.

Cuando se mueve un imán hacia una bobina, induciéndose así una corriente en el enrollamiento, la corriente inducida calienta el alambre.

Para proporcionar la energía necesaria para ello, se tiene que hacer trabajo venciendo una fuerza que se opone.

Si la fuerza no se opusiera al movimiento, se estaría creando energía; por lo tanto, el campo magnético de la corriente inducida tiene que oponerse al cambio.
La Ley de Faraday está basada en los experimentos que hizo Michael Faraday en 1831

Establece que el voltaje (FEM, Fuerza Electromotriz Inducida) inducido en una bobina es directamente proporcional a la rapidez de cambio del flujo magnético por unidad de tiempo en una superficie cualquiera.

Primera ley: La masa de una sustancia que se desprende o deposita en un electrodo es proporcional a la carga eléctrica que atraviesa la solución electrolítica. m=e It

4) QUE SIGNIFICA EL MENOS EN LA ECUACIÓN DE LA LEY DE FARADAY

RTA// “En un circuito conductor cerrado, la corriente inducida va en un sentido tal que ésta se opone al cambio que la produce”.

El signo menos en la ley de Faraday indica esta oposición. La ley deLenz se refiere de al enunciado de las corrientes inducidas, lo que significa es que solo se aplica a circuitos conductores cerrados.

5) QUE PREDICE LA LEY DE LENZ

RTA// Lenz formula una ley que predice el sentido de la corriente inducida en una espira conductora cuando se produce una variación de flujo magnético externo a ella.

6) QUE PREDICE LA LEY DE FARADAY

La ley predice que la transformación de energía mecánica en eléctrica, sostiene que una variación en el flujo magnético a través de una espira conductora induce una fuerza electromotriz, cuya polaridad es tal que la corriente inducida en ella se opone a la variación del flujo que la produjo

CASOS DE LAS LEYES DE LA MANO DERECHA Y IZQUIERDA

CASO DE LA MANO DERECHA:

Ley sacacorchos

Con esta ley aplicamos la ley de la mano derecha, ya que cuando la corriente va hacia arriba, el campo va al contrario de las manecillas del reloj, mientras cuando tenemos en la salida este va en sentido a las manecillas del reloj.

Para saber cual es norte y cual es sur, es que por el norte va a entrar el flujo del campo, se encuentra en el lado izquierdo y por ende cuando el flujo sale es por el sur que se encuentra en lado derecho

Ley mano izquierda

Si aplicamos esta ley, y cuando lo utilizamos para ver en que sentido va podemos observar que la fuerza se encuenta hacia arriba, el flujo a la derecha y la corriente hacia abajo.

Ley mano derecha

En este caso como el movimiento se encuentra hacia abajo, el flujo del campo se encuentra hacia el sur y la corriente se encuentra saliendo ya que hay se encuentra la X.

PREGUNTAS SOBRE LA CURVA DE HISTERESIS:

1) QUE ES SATURACION

RTA// Éste se denomina "magnetización de saturación" corresponde a todos los momentos magnéticos en su máxima alineación posible. Este punto es muy importante porque muestra cuánta magnetización inducida puede tener un imán temporal cuando es excitado. Cuando llega este momento que sus dominios estén alineados, La saturación magnética es un efecto que se observa en algunos materiales magnéticos, y se caracteriza como el estado alcanzado cuando cualquier incremento posterior en un campo de magnetización externo H no provoca un aumento en la magnetización del material.

Esto se demuestra porque el campo magnético total B tiende a estabilizarse. Es una característica particular de los materiales ferromagnéticos tales como el hierro, níquel, cobalto y muchas de sus aleaciones.

2) EN QUE PUNTO QUEDA MAGNETIZADO EL MATERIAL

RTA// Este proceso involucra un gran gasto de enrgia y entonces la curva va creciendo mas lentamente, se llega un momento donde todos los dominios de un material se hallan alineados con el campo aplicado y la magnetizacion se satura, esta curva se conoce como Curva de magnetizacion inicial.

3) CUAL SERIA LA CURVA DEL MEJOR MATERIAL PARA MAGNETIZAR

RTA//Materiales magnéticos duros: Los materiales magnéticos duros se caracterizan por una alta fuerza coercitiva y una alta inducción magnética remanente, de este modo, los ciclos de histéresis de estos materiales son anchos y altos. Estos materiales, una vez se imantan, son difíciles de desimanar, por ello se utilizan para fabricar imanes artificiales.

4) CUAL SERIA LA CURVA DEL MEJOR MATERIAL PARA TRANSFORMADORES

RTA//Materiales magnéticos blandos: Los materiales magnéticos blandos se imanan y desimanan fácilmente, por lo que presentan curvas de histéresis de apariencia estrecha con bajos valores de fuerza coercitiva y alta saturación. Por tanto, tienen permeabilidades magnéticas altas. El uso de estos materiales está centrado en núcleos para transformadores, motores, generadores…

5)INDIQUE LA CURVA PERDIDA POR HISTERESIS

RTA//

6)A QUE SE REFIERE LA PERDIDA POR HISTERESIS

RTA//El proceso de magnetización y desmagnetización provoca calentamientos en el material que indican disipación de energía. Estas pérdidas se deben a la diferencia entre la energía transferida al campo durante la magnetización y la que se devuelve en la desmagnetización.

Se puede extraer el motivo por el cual para máquinas eléctricas se suele introducir núcleos de materiales blandos, ya que tienen menores pérdidas por histéresis que los duros, por tanto, no sufren tanto calentamiento y el rendimiento de la máquina es superior.

7)EN QUE PUNTO DE LA CURVA QUEDA EL MATERIAL MAGNETIZADO PERMANENTEMENTE

RTA//

En particular, al llegar a 3, en ausencia de campo efectivo, el material queda con la "magnetización remanente", o remanencia. Este parámetro es muy importante porque muestra cuánta magnetización puede almacenar un imán permanente.

8)QUE DEBERÍA HACER PARA DESMAGNETIZAR EL MATERIAL SEGÚN LA CURVA.

RTA//El punto 4, se tiene la "curva de desmagnetización" del material. La intensidad del campo H requerida para anular M, la "coercitividad intrínseca" . Este parámetro es el más importante en un imán, porque representa su resistencia a ser desmagnetizado.