1. Fundamento TericoFue en el ao 1819 que el fsico Hans Christian Oersted descubri que una brjula se desviaba por una corriente que circulaba por un alambre, en ese momento no se saba cmo ocurra este fenmeno, hasta que Michael Faraday (quien tambin descubri la induccin magntica y la describi matemticamente) sent los fundamentos de lo que sera el electromagnetismo, gracias a esto se hizo conocido que todo conductor elctrico con una corriente generaba un campo magntico, y que esto se originaba por los electrones dentro del conductor de la corriente, que se movan dentro de l; actualmente el electromagnetismo es una rama de la fsica y es considerado como una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido, En esta experiencia verificaremos el campo magntico que genera una corriente elctrica cuando circula por un conductor elctrico, utilizaremos una brjula y la utilizaremos en diferentes casos para verificar el campo magntico que se forma en cada uno de ellos.La presencia de unacorriente elctrica, o sea, de un flujo de carga debido a unadiferencia de potencial, genera unafuerza magnticaque no vara en el tiempo. Si tenemos una cargaqa unavelocidad, en uncampo magnticoaparecer una fuerza magntica inducida por el movimiento en esta carga, as:

Para determinar el valor de ese campo magntico,Jean Baptiste Bioten1820,8dedujo una relacin para corrientes estacionarias, ahora conocida comoley de Biot-Savart:

Dondees un coeficiente de proporcionalidad conocido comopermeabilidad magntica,es laintensidad de corriente, eles el diferencial de longitud por el que circula la corriente yes la distancia de este elemento de longitud el punto donde se evala la induccin magntica. De manera ms estricta,es lainduccin magntica, dicho en otras palabras, es elflujo magnticopor unidad de rea. Experimentalmente se lleg a la conclusin que las lneas de fuerza de campos magnticos eran cerradas, eliminando la posibilidad de un monopolo magntico. La relacin matemtica se la conoce comoley de Gauss para el campo magntico:

Adems en la magnetosttica existe una ley comparable a la de Gauss en la electrosttica, laley de Ampre. sta ley nos dice que la circulacin en un campo magntico es igual a la densidad de corriente que exista en unasuperficie cerrada:

Cabe indicar que esta ley de Gauss es una generalizacin de la ley de Biot-Savart. Adems que las frmulas expresadas aqu son para cargas en elvaco.Los fsicos a finales delsiglo XIXdescubrieron que ambos campos estaban ligados y as un campo elctrico en movimiento, unacorriente elctricaque vare, genera un campo magntico y un campo magntico de por si implica la presencia de un campo elctrico. Entonces, lo primero que debemos definir es la fuerza que tendra una partcula cargada que se mueva en un campo magntico y as llegamos a la unin de las dos fuerzas anteriores, lo que hoy conocemos como lafuerza de Lorentz:

Entre 1890 y 1900 Linard y Wiechert calcularon el campo electromagntico asociado a cargas en movimiento arbitrario, resultado que se conoce hoy comopotenciales de Linard-Wiechert.Por otro lado, para generar una corriente elctrica en un circuito cerrado debe existir unadiferencia de potencialentre dos puntos delcircuito, a sta diferencia de potencial se la conoce comofuerza electromotrizo fem. sta fuerza electromotriz es proporcional a la rapidez con que elflujo magnticovara en el tiempo, esta ley fue encontrada porMichael Faradayy es la interpretacin de la induccin electromagntica, as un campo magntico que vara en el tiempo induce a un campo elctrico, a una fuerza electromotriz. Matemticamente se representada como:

En un trabajo del fsicoJames Clerk Maxwellde1861reuni las tres ecuaciones anteriormente citadas anteriormente e introdujo el concepto de una corriente de desplazamiento como una densidad de corriente efectiva y lleg a la ltima de las ecuaciones, laley de Ampre generalizada, ahora conocidas comoecuaciones de Maxwell:

Las cuatro ecuaciones, tanto en su forma diferencial como en la integral aqu descritas, fueron las revisiones hechas porOliver Heaviside. Pero el verdadero poder de stas ecuaciones, ms la fuerza de Lorentz, se centra en que juntas son capaces de describir cualquier fenmeno electromagntico.

Esquema de unaonda electromagntica.

La genialidad del trabajo de Maxwell es que sus ecuaciones describen un campo elctrico que va ligado inequvocamente a un campo magntico perpendicular a ste y a la direccin de su propagacin, ste campo es ahora llamadocampo electromagntico.Adems la solucin de estas ecuaciones permita la existencia de una onda que se propagaba a lavelocidad de la luz, con lo que adems de unificar los fenmenos elctricos y magnticos la teora formulada por Maxwell predeca con absoluta certeza los fenmenospticos.As la teora predeca a una onda que, contraria a las ideas de la poca, no necesitaba un medio de propagacin; laonda electromagnticase poda propagar en elvacodebido a la generacin mutua de los campos magnticos y elctricos. Esta onda a pesar de tener una velocidad constante, la velocidad de la luzc, puede tener diferentelongitud de onday consecuentemente dicha onda transportaenerga. Laradiacin electromagnticarecibe diferentes nombres al variar su longitud de onda, comorayos gamma,rayos X,espectro visible, etc.; pero en su conjunto recibe el nombre deespectro electromagntico.

2. Materiales

Sistema UNITR@INEs el dispositivo que se usara para poder simular la construccin de distintos circuitos elctricos, adems tiene la ventaja de que es manejado a travs de un software que desde la computadora nos permite ver los valores de intensidad de corriente, voltaje, resistencia y como varan de acuerdo al circuito que decidamos armar en l. En este caso trabajaremos varios tipos de circuitos para probar varios casos de la fuerza electromagntica.

3. Procedimiento1.- BRJULA CON CABLE PARALELO. Colocamos los cables como se muestran en la figura, y procedemos a ubicar el cable al lado de la brjula y notamos el comportamiento de esta.

Como se ve en este caso la aguja de la brjula se alinea con el cable, debido a que como este genera un campo magntico, hace que este se acomode a la corriente elctrica que pasa a travs de ella.

2.- BRJULA CON CABLE ENROLLADO.Implementamos el circuito del paso anterior.Enrollamos el cable como se muestra en la figura.

Para este caso se ve que ya no est en paralelo con la posicin del cable, sino que ahora se acomoda formando 90 con la lnea del cable, lo cual nos hace ver el campo magntico creado al dar la forma de solenoide al cable por donde pasa la corriente elctrica.

3.- BRJULA ALREDEDOR DEL CIRCUITO 1. Desarrollamos el circuito que se muestra en pantalla.

Ahora movemos la brjula alrededor de la bobina.

4.- BRJULA ALREDEDOR DEL CIRCUITO 2.Construimos el circuito anterior, pero ahora pasamos un cable por debajo de la bobina.

Giramos la brjula alrededor de la bobina.5.- EFECTO DEL NUCLEO DE HIERRO:Con la ayuda de una brjula analizaremos una bobina con un ncleo de hierro, por donde circula corriente, para de esta forma comparar las propiedades magnticas de la bobina con y sin el ncleo de hierro.

El comportamiento de la brjula frente a una bobina con ncleo de hierro con una sin ncleo de hierro, varan en la desviacin de la aguja fuertemente, ya que el campo magntico se refuerza con el ncleo de hierro y las lneas de campos salen por los polos.Esto sucede debido a que cuando introducimos un ncleo de hierro el campo magntico se ve reforzado y esto hace que la aguja de la brjula se desve mucho ms que antes de introducir el ncleo de hierro.

6.- EXPERIMENTO DE REMANECIA:

Remanencia magntica es la capacidad de un material para retener el magnetismo que le ha sido inducido.Ahora, en este experimento, un ncleo de hierro es sometido a la influencia de un campo magntico para observar su campo magntico residual.

Con un marcador, o con un material adhesivo rojo, marque un lado del ncleo de hierro, como smbolo de la polaridad sur de este.

Inserte y retire repetidamente el ncleo de hierro del interior de la bobina por la que circula corriente. El punto rojo se dirige hacia abajo.

Luego retiramos el ncleo de hierro para analizarlo con la aguja imantada.Experimentando este experimento podemos observar que el ncleo de hierro posee propiedades magnticas despus de que el campo haya actuado sobre l, poseyendo un campo magntico.Adems podemos distinguir que el polo sur queda marcado con el punto rojo, debido a que el extremo azul de la brjula se ve atrada.En el caso de que repitamos varias veces el experimento, retirando e insertando el ncleo de hierro del interior de la bobina, por donde circula la corriente, en esta ocasin el punto rojo se debe dirigir hacia arriba, para de esta forma analizarlo otra vez, de tal modo el polo norte ahora marca el punto rojo, ya que el extremo plateado de la aguja de la brjula se ve atrado.7.- EXPERIMENTO DE INDUCCIN:NTenemos el caso de una bobina sin ncleos, en la cual se generar una tensin (medida en voltmetro) con el movimiento del imn.

Conectar la bobina a un voltmetro, introducir y retirar varias veces el imn permanentemente, para as poder observar que el voltmetro indica una tensin positiva y negativa segn el sentido del movimiento; ya que cuanto ms rpido sea el movimiento, mayor ser la amplitud de la tensin.

4. ConclusinEntonces como hemos visto la induccin electromagntica, es algo que siempre ha existido, siempre un paso de corriente elctrica va a generar un campo electromagntico, adems como se ve la forma del solenoide que es muy usada sobre todo en bobinas, lo que nos da entender mejor el significado y el uso de estas. Tambin hemos visto que la brjula siempre nos ayuda a poder detectar si hay un campo electromagntico y cul es su comportamiento, ya que como se ha visto, podemos ver las distintas variaciones que podran haber gracias a como analicemos la brjula.Tambin cabe mencionar la importancia del hierro como material electromagntico, ya que vemos como este de cierta forma afecta el campo electromagntico.