LA ELECTRICIDAD Y LOS IMANES

Tema 3

2ª Parte

ELECTRICIDAD IMANES

CORRIENTE ELÉCTRICA MAGNETISMO

ELECTROMAGNETISMO

Magnetismo

• Consiste en atraer objetos de hierro, cobalto o níquel

• Imán es el cuerpo que tiene magnetismo

• Campo magnético es la zona alrededor del imán donde atrae al hierro

• Polos del imán: son las zonas donde es mas fuerte el campo magnético, es decir, su atracción por el hierro

Denominación de polos

• Se llaman NORTE y SUR debido a que cada uno se orienta hacia esos polos geográficos de la tierra

• La tierra es un gran imán porque contiene en su interior magnetita, por eso la brújula se orienta de forma que se cumple la ley de los polos:

• Los del mismo nombre se atraen y los de distinto nombre se repelen

Representación del campo magnético

• Se hace con líneas imaginarias que salen del polo norte y entran en el polo sur

• Es el camino que seguiría un polo N aislado• Al fragmentar un imán siempre hay 2 polos• No se puede tener un polo aislado• Las líneas están mas juntas en los extremos

del imán y mas separadas en el centro

ELECTROMAGNETISMO

• Igual que un imán, la corriente eléctrica tiene magnetismo, porque:

• Al circular corriente en un conductor y poner una brújula, ésta se mueve y se sitúa perpendicular al conductor: hay polos magnéticos

• Al abrir el circuito, no pasa corriente y la brújula se orienta como al principio, paralela al cable: no hay polos magnéticos

Los imanes y la corriente

• Un imán también genera corriente en un conductor siempre que exista movimiento relativo de ambos

• Puede moverse el imán o el conductor • La corriente cambia su polo + y – al

alejarse el imán • Se llama corriente inducida y es de tipo

alterna

Bobina o Solenoide

• Conductor enrollado alrededor de un núcleo con aire u otro material

• Cada vuelta se llama espira

• Cuantas mas espiras mas intenso es el campo magnético

• Al cambiar los polos eléctricos, cambian los polos magnéticos

• Si no pasa corriente deja de ser imán

Electroimán

• Es una bobina con hierro en su núcleo

• Es un imán mas fuerte que las bobinas

• Al igual que las bobinas:– Si la intensidad de corriente aumenta es mas

fuerte el campo magnético

• Se emplean en motores, alternadores, relés, aparatos de diagnóstico, etc

No hay movimientoNo hay corriente

Hay movimientoHay corriente

Al acercarse, la corriente circula en un sentidoAl alejarse, la corriente circulará en sentido contrarioLos polos eléctricos + y – cambiarán la corriente es alterna

Inducción electromagnética

• Es la creación de una corriente alterna al acercarse y alejarse un imán en las proximidades de un conductor

• Se crea esta corriente por influencia del imán sobre el conductor que varía su campo magnético al moverse cerca de él

• Así se obtiene la corriente en los alternadores de las centrales eléctricas y llega a nuestras casas

ALTERNADOR

• Genera corriente alterna• Está formado por: imán y electroimán• Estator: es el imán que suele estar fijo • Rotor: es el electroimán que gira • Por su función, se distinguen dos partes:• Inductor: es el imán o estator• Inducido: es el electroimán o rotor• El resto de piezas son: colector de delgas

y escobillas.

Función de las piezas del alternador

• Colector: anillos que están unidos a cada uno de los extremos del cable de la bobina, por donde sale/entra la corriente

• Delgas: son cada uno de los anillos del colector

• Escobillas: piezas conductoras que rozan con las delgas para recoger la corriente sin que se enreden los cables al girar el rotor.

Funcionamiento del alternador

• Al girar ½ vuelta el inducido la corriente creada va en un sentido

• En la otra ½ vuelta del inducido, la corriente va en sentido contrario

• En el colector, las delgas conducen la corriente alterna hasta las escobillas

• Las escobillas la transportan al circuito exterior

DINAMO

• Genera corriente eléctrica continua

• Tiene las mismas partes que el alternador y funciona igual que él

• Diferencias: las delgas del colector son dos semianillos para evitar:– Que la corriente cambie de sentido cada ½

vuelta– Que cada delga roce siempre con la misma

escobilla

• Asi la corriente recogida es continua

EL MOTOR ELÉCTRICO C.C.

• Tiene una entrada eléctrica y una salida mecánica

• Convierte así la energía eléctrica en energía mecánica

• Funciona también por el electromagnetismo

• Tiene pequeño tamaño y mucha velocidad

• Se emplea en juguetes, ventiladores a pilas, etc.

COMPONENTES DEL MOTOR• Estator: unido a la carcasa y es el inductor,

formado por 1 o varios imanes

• Rotor: es el inducido, formado por 1 o varias bobinas

• Colector: lleva la corriente a las bobinas.

• Delgas: son las dos partes del colector, por ellas se cambia la polaridad de la bobina

• Escobillas, llevan la corriente al colector y rozan con él, evitan que se enrede el cable

FUNCIONAMIENTO del motor• Entra corriente por las

delgas del colector y magnetiza a la bobina

• Se repele con el imán y esto le hace girar al rotor ½ vuelta

• Las delgas cambian de escobilla y cambian los polos + y -.

• Cambian también los polos N y S

• Se vuelve a repeler la bobina con el imán

• Gira otra ½ vuelta y así sucesivamente

• Hasta que se desconecte de la corriente.

• Cuando las escobillas coinciden con las ranuras, no pasa la corriente, pero sigue el giro de la bobina por la inercia del movimiento de la ½ vuelta

TRANSFORMADOR ELÉCTRICO

• Se emplean para aumentar o disminuir el voltaje en un circuito de C. ALTERNA

• Constan de 2 bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de láminas de hierro separadas una de otra por un aislante.

• Circuito PRIMARIO se conecta a c. alterna

• Circuito SECUNDARIO, en él aparece c. alterna de Voltaje mayor, menor o igual que en el circuito primario

Funcionamiento• La bobina primaria induce una

corriente alterna en la del secundario

• Porque la c. alterna está cambiando muchas veces por segundo los polos

• Esto hace que su campo magnético cambie muchas veces por segundo

• Ocurre inducción electromagnética en la otra bobina y se crea c. alterna en ella

• El voltaje del 1º y del 2º es directamente proporcional al nº de espiras haz click

Relación de transformación

V1 / V2  = N1 / N2• N es el nº de espiras en el 1º y en el 2º• V es el voltaje en el 1º y en el 2º• La potencia que produce el 1º debe ser

igual a la que proporciona el 2º. P1=P2 V1 · I1 = V2 · I2

• I1es la intensidad en el 1º, e I2 en el 2º• En realidad,se pierde parte de la energía

 

Tipos y usos del transformador

• De subida o elevador: N1<N2 V1<V2

• De bajada o reductor: N1>N2 V1>V2

• En las centrales eléctricas se usan los de subida y al llegar a la ciudad los de bajada

• En aparatos se usan los de bajada para pasar los 220V hasta 12V, 16V, 20V, etc

• Se encuentran dentro de los adaptadores de corriente que tienen estos aparatos

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