C.B.T.I S 243

Nombre del Alumno:

Efrn David Daz Lpez

Especialidad:

Ofimtica

Nombre de la materia

Fsica II

Temas del Trabajo:

Investigacin de:

Electromagnetismo

Fuente elctrica

Corriente elctrica

Imanes

Ley de Lenz

Ley de Faraday

Ley de Ohm

Nombre del facilitador de la materia

Maugro Joseim Gmez Roblero.

Fecha de entrega:

24/02/2016 Motozintla de Mendoza Chiapas.

INDICE

Introduccin.1

Electromagnetismo2

Fuerza elctrica..6

Corriente elctrica10

Imanes.18

Ley de Lenz23

Ley de Faraday..25

Ley de ohm.27

Conclusin.30

Referencias digitales...32

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

En este trabajo de investigacin que realizare sobre el cual mencionare los temas de

fsica que son de Fuerza Elctrica, Corriente Elctrica, Imanes, Ley de Lenz, Ley de

Faraday y como ltimo Ley de Ohm, buscare y obtendr informacin de los temas ya

mencionados en pginas de internet, con el nico propsito de adquirir buena

informacin y una buena retroalimentacin a mis conocimientos, porque es algo muy

importante en la vida cotidiana conocer estos temas ya que en un momento nos

puede ser de gran utilidad para satisfacer nuestras necesidades.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Realizar ejercicios en base a los temas ya mencionados.

Adquirir una buena retroalimentacin para mejorar mis conocimientos.

Obtener informacin en varias pginas de internet para complementar bien la

informacin de cada tema.

Verificar si la informacin es coherente al tema.

Mostrar gran inters en el transcurso del trabajo.

Realizar un buen trabajo.

1

INTRODUCCIN

En este trabajo se mencionara algunos de los temas de fsica, que es de

Electromagnetismo, Fuerza Elctrica, Corriente Elctrica, Imanes, Ley de Lenz, Ley

de Faraday y Ley de Ohm, esta investigacin es con el objetivo de que podamos

adquirir una buena retroalimentacin a nuestros conocimientos de fsica, ya que

conoceremos a fondo de cada uno de los temas ya mencionados lo importante de

este trabajo es que nosotros comprendamos bien en que consiste cada uno de los

temas, es por eso que veremos como principal la definicin, as tambin las frmulas

de cada uno de ellos, y se mostrara la realizacin de algunos ejercicios para as

comprender de cmo es que se desarrolla las formulas, para as no cometer error

alguno en nuestros resultados, ya que estos temas sin darnos cuenta se ve en

nuestro alrededor en la vida cotidiana, por eso es importante saber de esto ya que

puede satisfacer necesidades en algn momento dado.

2

TEMAS DE FISICA

1. Electromagnetismo

1.1 Concepto:

El electromagnetismo es la rama de la Fsica que estudia y unifica los fenmenos

elctricos y magnticos en una sola teora, cuyos fundamentos fueron sentados por

Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk

Maxwell. La formulacin consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que

relacionan el campo elctrico, el campo y sus respectivas fuentes materiales que son

conocidas como ecuaciones de Maxwell. Los conceptos relacionados a la teora

incluyen la corriente elctrica, polarizacin elctrica y polarizacin magntica. El

electromagnetismo es una teora de campos. Las explicaciones y predicciones que

provee se basan en magnitudes fsicas vectoriales dependientes de la posicin en el

espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenmenos fsicos

macroscpicos en los cuales intervienen cargas elctricas en reposo y en

movimiento. Se utiliza los campos elctricos y magnticos y sus efectos sobre las

sustancias slidas, lquidas y gaseosas. Por ser una teora macroscpica, es decir,

aplicable slo a un nmero muy grande de partculas y a distancias grandes respecto

de las dimensiones de stas, el Electromagnetismo no describe los fenmenos

atmicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecnica Cuntica

o Fsica Moderna.

El electromagnetismo es considerado como una de las cuatro fuerzas

fundamentales del universo actualmente conocido, la naturaleza de las ondas

electromagnticas consiste en la propiedad que tiene el campo elctrico y magntico

de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo, Las ondas

electromagnticas viajan en el vaco a la velocidad de la luz y transportan energa a

travs del espacio.

3

1.2 Aplicacin en la vida diaria:

Las seales de radio y televisin

Ondas de radio provenientes de la Galaxia

Timbres. Al pulsar el interruptor de un timbre, una corriente elctrica circula por un

electroimn creado por un campo magntico que atrae a un pequeo martillo golpea

una campanilla interrumpiendo el circuito, lo que hace que el campo magntico

desaparezca y la barra vuelva a su posicin. Este proceso se repite rpidamente y se

produce el sonido caracterstico del timbre.

Motor elctrico. Un motor elctrico sirve para transformar electricidad en movimiento.

Consta de dos partes bsicas: un rotor y un estator. El rotor es la parte mvil y est

formado por varias bobinas. El estator es un imn 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 imn, se produce un movimiento de giro que se

mantiene constante, mediante un conmutador, generndose una corriente alterna.

Transformador: Est formado por dos bobinas enrolladas en torno a un ncleo o

marco de hierro. Por la bobina llamada primario circula la corriente cuyo voltaje se

desea transformar, produciendo un campo magntico variable en el ncleo del

hierro. Esto induce una corriente alterna en la otra bobina, llamada secundario,

desde donde la corriente sale transformada. Si el nmero de espiras del

primario es menor que el del secundario, el voltaje de la corriente

aumenta, mientras que, si es superior, el voltaje disminuye.

Pelcula sobre el campo elctrico de ondas generadas en una antena

La nica distincin entre las ondas de los ejemplos citados anteriormente es que

tienen frecuencias distintas (y por lo tanto la energa que transportan es diferente)

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1.3 Frmulas de electromagnetismo:

FRMULA MAGNITUD UNIDAD

F = B * S *

cos a

Flujo magntico

F Flujo ( Weber)

B Induccin ( Tesla)

S Superficie ( m2)

a Angulo que forma el vector induccin con la normal

a la superficie S.

F = N * I

Fuerza magnetomotriz

F Fuerza ( Amperio-vuelta)

N Espiras ( n de espiras)

I Intensidad ( Amperios)

H = F / L

Excitacin magntica

H Excitacin (amperio- vuelta/m)

F Fuerza magnetomotriz

L Longitud (metros)

Bo = m o * H

Induccin en el vaco

Bo Induccin en el vaco (Tesla)

mo Permeabilidad ( 4 * p * 10-7 )

H Excitacin (amperio- vuelta/m)

B = m * Bo

Induccin

B Induccin (Tesla)

m Permeabilidad relativa del material

Bo Induccin en el vaco

W = F * I

Trabajo de las fuerzas

electromagnticas

W Trabajo (julios)

F Flujo (weber)

I Intensidad (Amperios)

E = B * L * v

Fuerza electromotriz

inducida

E f. e. m. (Voltios)

B Induccin (Tesla)

L Longitud (m)

v Velocidad (m/s)

E = -

N*DF/Dt

Fuerza electromotriz

inducida

E f. e. m. (Voltios)

N Nmero de espiras

DF Variacin de flujo ( weber)

Dt Tiempo (Seg.)

E = - L*DI/Dt

Fuerza electromotriz auto

inducida

E f. e. m. (Voltios)

L Coeficiente de autoinduccin (Henrios)

DF Variacin de Intensidad (amperios)

Dt Tiempo (Seg.)

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1.4 Ejercicio de electromagnetismo

Dos partculas (He++), estn separadas 10-14 m. Calcular la fuerza electrosttica

con la que se repelen, la fuerza gravitatoria con la que se atraen y comparar ambas

entre s.

Datos m= 6,6810-27 kg

Qe = - 1,610-19 C)

Fe = 9,32 N

Fg = 4,76 10-34 N

La situacin que tenemos en este problema es la misma que en el caso anterior, solo

que, tenemos que calcular la fuerza electrosttica y la fuerza gravitatoria para

compararlas. Debido a que solo tenemos dos cargas, podemos asumir que el

problema es un problema adimensional, polo que, calcularemos solamente el mdulo

de la fuerza electrosttica.

La situacin que tenemos en este problema es la siguiente: El valor de la fuerza

electrosttica ser

Donde tuvimos en cuenta que la carga de una partcula alfa es el doble que la carga

del electrn, ya que, el enunciado nos dice que se trata de partculas (He++) Por otro

lado, a fuerza gravitatoria vendr dada por:

Donde tuvimos en cuenta que las partculas alfa estn formadas por dos electrones y

dos neutrones, por lo que, la masa ser cuatro veces la del neutrn. Como se puede

comprobar, la fuerza electrosttica tiene una magnitud muy superior a la gravitatoria,

de lo que podemos afirmar que en el mbito molecular se puede despreciar la fuerza

gravitatoria frente a la electrosttica

6

2. Fuerza elctrica.

2.1 Concepto:

Una fuerza elctrica es una fuerza proveniente de la electricidad, que utilizamos para

alimentar fuentes de energa que luego se encargan de otras tareas.

Cuando una carga elctrica Q se mueve con una velocidad v dentro de un campo

magntico B, se observa que existe una interaccin entre ambos. Si se realizan

experimentos utilizando un campo magntico fijo B y cargas elctricas distintas

movindose con diferentes velocidades, se obtienen los siguientes datos:

1 la fuerza es proporcional a la carga elctrica Q

2 la fuerza es proporcional al mdulo de la fuerza, v.

3 la fuerza se ejerce perpendicularmente al plano k contiene al campo magntico B y

a la velocidad v.1

Entre dos o ms cargas aparece una fuerza denominada fuerza elctrica cuyo

mdulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras

que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se

repelen entre s, mientras que las de distinto signo se atraen.

2.2 Direccin de la fuerza elctrica

Si se trata nicamente de dos cargas, la direccin de la fuerza es colineal a la recta

que une ambas cargas.

2.3 Sentido de la fuerza elctrica

El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsin si ambas cargas

son del mismo signo y de atraccin si las cargas son de signo contrario.

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2.4 Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra

Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo

que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las

otras cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se

hace la composicin de fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante.

Entre dos o ms cargas aparece una fuerza denominada fuerza elctrica cuyo

mdulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras

que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se

repelen entre s, mientras que las de distinto signo se atraen.

q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2

d = Distancia de separacin entre las cargas

Fe = Fuerza elctrica

Los fenmenos de la electrizacin y la conduccin pueden explicarse como el

resultado de la accin de fuerzas elctricas. Entre dos cargas prximas inicialmente

en reposo siempre se establece un tipo de fuerzas, llamadas electrostticas, de tal

forma que, si las partculas cargadas son suficientemente pequeas como para que

puedan considerarse puntuales, se cumple en las siguientes condiciones:

La fuerza establecida entre ambas tiene una direccin que coincide con una

lnea recta imaginaria que une las dos cargas.

La fuerza ejercida sobre una carga apunta hacia la otra cuando las dos tienen

distinto signo (fuerza atractiva).

El sentido de la fuerza se dirige hacia el lado opuesto de la carga cuando

ambas tienen el mismo signo (fuerza repulsiva).

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2.5 Formulas:

Se dice que la fuerza entre dos cargas es directamente proporcional al producto de

las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Donde G es la constante de gravitacin universal.

m1, m2 son las masas de los cuerpos en cuestin, la separacin entre los cuerpos

es indicado por r (la distancia entre los centros de las masas) la constante

G es igual a :

Por otro, la otra ley que implica una formulacin parecida es la ley de Coulomb, la

cual expresa la naturaleza de la fuerza que existe entre dos cuerpos cargados.

Aunque la ley de Coulomb se satisface para determinar la fuerza entre esferas

cargadas o cargas puntuales, tambin podemos determinar cmo es el

comportamiento entre la fuerza de entre las partculas ms elementales como son los

electrones o los Quartz. Ley de Coulomb. La fuerza entre dos cuerpos cargados es

directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al

cuadrado de la distancia entre ambos cuerpos, de esta forma:

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Donde K: es una constante que tiene que ver con la permeabilidad del medio entre

los dos cuerpos cargados.

q1 y q2: son el valor de las cargas de los cuerpos.

R: la separacin entre los cuerpos.

La constante k es igual a

a su vez la constante donde es la permeabilidad relativa, ,

y es la permeabilidad del medio en el vaco.

Algunos de los valores ms tpicos son:

Considerando que la permeabilidad en el vaco es igual a uno entonces la ecuacin

de la ley de Coulomb se puede restringir a:

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3. Corriente elctrica

3.1 Concepto:

Llamamos corriente elctrica a aquella magnitud fsica que nos indica la cantidad de

electricidad que recorre un conductor, durante una unidad de tiempo determinada. El

mencionado flujo de intensidad elctrica, de acuerdo a lo establecido por el Sistema

Internacional de Unidades, que es aquel sistema que en este sentido adoptan la

mayor parte de los pases del planeta, se mide en lo que se denomina amperios.

La corriente elctrica es la tasa de flujo de carga que pasa por un determinado punto

de un circuito elctrico, medido en Culombios/segundo, denominado Amperio. En la

mayora de los circuitos elctrico de DC, se puede asumir que la resistencia al flujo

de la corriente es una constante, de manera que la corriente en el circuito est

relacionada con el voltaje y la resistencia, por medio de la ley de Ohm. Las

abreviaciones estndares para esas unidades son 1 A = 1 C/s.

Se da el nombre de corriente elctrica a un desplazamiento de electrones a lo largo

de un conductor entre cuyos extremos se aplica una diferencia de potencial. El

fenmeno fsico del flujo de electrones en un conductor es anlogo al flujo de un

lquido por el interior de una tubera entre cuyos extremos existe una diferencia de

presin, debida, por ejemplo, a una diferencia de nivel.

La corriente elctrica puede ser continua (cuando el movimiento de los electrones se

efecta en un solo sentido), o bien alterna (cuando el flujo se invierte a travs del

tiempo, con cierta frecuencia, a causa de la aplicacin, entre los extremos del

conductor, de una diferencia alternativa de potencial).Por caso, la corriente elctrica

es la consecuencia del movimiento que presentan los electrones que se hayan

dispuestos en el interior del material en cuestin. En tanto, por este movimiento de

cargas que provoca, es habitual que la corriente elctrica desencadene lo que se

conoce como campo magntico.

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La unidad de carga elctrica es el Culombio (abreviado C). La materia ordinaria est

hecha de tomos que tienen un ncleo cargado positivamente y electrones cargados

negativamente rodeando al ncleo. La carga est cuantizada en mltiplo de la carga

del electrn o protn:

Las influencias de las cargas estn caracterizadas en funcin de las fuerzas entre

ellas (ley de Coulomb), y el campo elctrico y el voltaje producidos por ellas. Un

Culombio de carga es la carga que fluira a travs de una lmpara de 120 vatios (120

voltios de AC) en un segundo. Dos cargas de un Culombio cada una, separada por

una distancia de un metro, se repelern entre ellas con una fuerza de alrededor de 1

milln de toneladas!

La tasa de flujo de la corriente elctrica se llama intensidad de corriente y se mide en

Amperios.

En la introduccin de una de las propiedades fundamentales de la materia, es

oportuno sealar que, aunque utilizamos esquemas y montajes simplificados para

introducir los conceptos, hay inevitablemente mucho ms que decir. No hay ningn

significado aadido a los crculos que representan el protn y el electrn, en el

sentido de atribuirle tamaos relativos e incluso objetos materiales slidos de forma

esfrica, solo son una representacin til de conceptos. La idea ms importante es

que estos tiene desde el punto de vista elctrico una propiedad llamada "carga", que

es del mismo tamao o valor pero de polaridad opuesta entre el electrn y el protn.

El protn tiene una masa 1.836 veces mayor que la masa del electrn, pero una

carga exactamente de igual tamao al electrn, solo que es positiva en vez de

negativa. Incluso los trminos "positivo" y "negativo", son arbitrarios aunque bien

arraigados trminos histricos.

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3.2 Historia

Histricamente, la corriente elctrica se defini como un flujo de cargas positivas y se

fij el sentido convencional de circulacin de la corriente, como un flujo de cargas

desde el polo positivo al negativo. Sin embargo posteriormente se observ, gracias

al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativos, electrones,

los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. En conclusin, el sentido

convencional y el real son ciertos en tanto que los electrones como protones fluyen

desde el polo negativo hasta llegar al positivo (sentido real), cosa que no contradice

que dicho movimiento se inicia al lado del polo positivo donde el primer electrn se

ve atrado por dicho polo creando un hueco para ser cubierto por otro electrn del

siguiente tomo y as sucesivamente hasta llegar al polo negativo (sentido

convencional). Es decir la corriente elctrica es el paso de electrones desde el polo

negativo al positivo comenzando dicha progresin en el polo positivo.2

En el siglo XVIII cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, slo

se dispona de carga elctrica generada por frotamiento (electricidad esttica) o por

induccin. Se logr (por primera vez, en 1800) tener un movimiento constante de

carga cuando el fsico italiano Alessandro Volta invent la primera pila elctrica.

3.3 Conduccin elctrica

Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible

el paso de la electricidad a travs del mismo. Los electrones libres, aunque existen

en el material, no se puede decir que pertenezcan a algn tomo determinado.

Una corriente de electricidad existe en un lugar cuando una carga neta se transporta

desde ese lugar a otro en dicha regin. Supongamos que la carga se mueve a travs

de un alambre. Si la carga q se transporta a travs de una seccin transversal dada

del alambre, en un tiempo t, entonces la intensidad de corriente I, a travs del

alambre es:

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Aqu q est dada en culombios, t en segundos, e I en amperios. Por lo cual, la

equivalencia es:

Una caracterstica de los electrones libres es que, incluso sin aplicarles un campo

elctrico desde afuera, se mueven a travs del objeto de forma aleatoria debido a la

energa calrica. En el caso de que no hayan aplicado ningn campo elctrico,

cumplen con la regla de que la media de estos movimientos aleatorios dentro del

objeto es igual a cero. Esto es: dado un plano irreal trazado a travs del objeto, si

sumamos las cargas (electrones) que atraviesan dicho plano en un sentido, y

sustraemos las cargas que lo recorren en sentido inverso, estas cantidades se

anulan.

Cuando se aplica una fuente de tensin externa (como, por ejemplo, una batera) a

los extremos de un material conductor, se est aplicando un campo elctrico sobre

los electrones libres. Este campo provoca el movimiento de los mismos en direccin

al terminal positivo del material (los electrones son atrados [tomados] por el terminal

positivo y rechazados [inyectados] por el negativo). Es decir, los electrones libres son

los portadores de la corriente elctrica en los materiales conductores.

Si la intensidad es constante en el tiempo, se dice que la corriente es continua; en

caso contrario, se llama variable. Si no se produce almacenamiento ni disminucin

de carga en ningn punto del conductor, la corriente es estacionaria.

Para obtener una corriente de 1 amperio, es necesario que 1 culombio de carga

elctrica por segundo est atravesando un plano imaginario trazado en el material

conductor.

El valor I de la intensidad instantnea ser:

Si la intensidad permanece constante, en cuyo caso se denota Im, utilizando

incrementos finitos de tiempo se puede definir como:

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Si la intensidad es variable la frmula anterior da el valor medio de la intensidad en el

intervalo de tiempo considerado.

Segn la ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual a la tensin (o voltaje)

dividido por la resistencia que oponen los cuerpos:

Haciendo referencia a la potencia, la intensidad equivale a la raz cuadrada de la

potencia dividida por la resistencia. En un circuito que contenga varios generadores y

receptores, la intensidad es igual a:

Donde es el sumatorio de las fuerzas electromotrices del circuito, es la suma

de todas la fuerzas contra electromotrices, es la resistencia equivalente del

circuito, es la suma de las resistencias internas de los generadores y es el

sumatorio de las resistencias internas de los receptores.

Intensidad de corriente en un elemento de volumen: , donde

encontramos n como el nmero de cargas portadoras por unidad de volumen dV; q

refirindose a la carga del portador; v la velocidad del portador y finalmente dS como

el rea de la seccin del elemento de volumen de conductor.

3.4 Requisitos para que circule la corriente elctrica

Para que una corriente elctrica circule por un circuito es necesario que se disponga

de tres factores fundamentales:

1. Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batera, un

generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en

movimiento las cargas elctricas negativas cuando se cierre el circuito elctrico.

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2. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el

polo negativo de la fuente de suministro de energa elctrica hasta el polo

positivo de la propia fuente. En la prctica ese camino lo constituye el

conductor o cable metlico, generalmente de cobre.

3. Una carga o consumidor conectada al circuito que ofrezca resistencia al paso

de la corriente elctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para

funcionar consuma energa elctrica como, por ejemplo, una bombilla o

lmpara para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que

produzca calor (calefaccin, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o

cualquier otro equipo electrodomstico o industrial que funcione con corriente

elctrica.

Cuando las cargas elctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar en su

camino nada que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que estamos ante

un circuito elctrico cerrado. Si, por el contrario, la circulacin de la corriente de

electrones se interrumpe por cualquier motivo y la carga conectada deja de recibir

corriente, estaremos ante un circuito elctrico abierto. Por norma general todos los

circuitos elctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad utilizando un interruptor que se

instala en el camino de la corriente elctrica en el propio circuito con la finalidad de

impedir su paso cuando se acciona manual, elctrica o electrnicamente.

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3.5 Aplicacin en la vida diaria:

La corriente elctrica se utiliza en la vida cotidiana en todo momento como es:

la luz.

en el alumbrado de la ciudad.

las alarmas.

la luz en los centros comerciales.

la luz que utiliza el refrigerador.

la tele.

las lmparas.

las fbricas.

industrias, es decir todos los aparatos electrodomsticos.

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3.6 Formula de corriente elctrica:

R = V / I (Resistencia = tensin dividida por intensidad de corriente)

I = V/R (intensidad = tensin dividida por la resistencia

V = I x R (Tensin = intensidad de corriente multiplicada por resistencia)

La intensidad de corriente en el S.I. es el amperio (A),

De esta forma un amperio es la intensidad de corriente que se produce cuando por la

seccin de un conductor circula una carga de un culombio cada segundo.

1 amperio = 1 culombio/1 segundo

Al igual que el culombio, el amperio se trata de una unidad muy grande, por lo que es

comn utilizar submltiplos de esta:

Miliamperio. 1 mA = 110-3 A

Microamperio. 1 A = 110-6 A

nano amperio. 1 nA=110-9 A

Para medirla se utiliza un instrumento denominado ampermetro.

18

4. Imanes

4.1 Concepto

Se conoce como imn al mineral de hierro de color negruzco, opaco, que tiene la

propiedad de atraer el hierro, el acero y otros cuerpos en menor medida. La palabra

imn es de origen francs aimant. Un imn es un cuerpo o dispositivo con

un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o

metales ferromagnticos (por ejemplo, hierro, cobalto, nquel y aleaciones de estos).

Puede ser natural o artificial.

Los imanes naturales mantienen su campo magntico continuo, a menos que sufran

un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnticas opuestas o altas

temperaturas (por encima de la Temperatura de Curie).

El imn es un material que posee la capacidad de producir un campo magntico

exterior y atraer el hierro, y otros como cobalto, nquel, aluminio, etctera, pero

tambin de repelar otros cuerpos magnticos.

En el interior de la materia existen pequeas corrientes cerradas en funcin de los

electrones que contienen los tomos, y cada una de ellas forma un pequeo imn.

En este sentido, los imanes deben alinearse para actuar como un nico imn, y de

esta manera poder magnetizar o imanar la sustancia, ya que de lo contrario no

produce efectos.

Llamamos imn a aquel cuerpo o dispositivo que dispone de un campo magntico,

es decir, atrae o repele a otro imn. Se trata de un mineral de hierro magntico que

ostenta la propiedad de atraer a otros hierros, al acero y en menor medida a otro tipo

de cuerpos.

El imn se encuentra compuesto por tres partes fundamentales: el eje magntico

(barra de la lnea que unir los dos polos), la lnea neutral (es la lnea de la superficie

de la barra que se encarga de separar las zonas polarizadas) y los polos (son los dos

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extremos que presenta el imn, polo norte y polo sur, tambin conocidos como polo

positivo y polo negativo, respectivamente y en los cuales las fuerzas de atraccin son

intenssimas; los polos diferentes se atraern mientras que los iguales tendern a

repelerse).

4.2 Tipos de imanes

Los imanes pueden ser: naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales.

Un imn natural es un mineral con propiedades magnticas (magnetita). Un imn

artificial es un cuerpo de material ferromagntico al que se ha comunicado la

propiedad del magnetismo. Un imn permanente est fabricado en acero imantado.

Un imn temporal, pierde sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el

magnetismo. Un electroimn es una bobina (en el caso mnimo, una espiral) por la

cual circula corriente elctrica.

1. Imanes naturales; la magnetita es un potente imn natural, tiene la propiedad

de atraer todas las sustancias magnticas. Su caracterstica de atraer trozos

de hierro es natural. Est compuesta por xido de hierro. Las sustancias

magnticas son aquellas que son atradas por la magnetita.

2. Imanes artificiales permanentes; las sustancias magnticas que al frotarlas

con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo

su propiedad de atraccin.

3. Imanes artificiales temporales; aquellos que producen un campo magntico

slo cuando circula por ellos una corriente elctrica. Un ejemplo es

el electroimn.

4.3 Partes de un imn

Eje magntico: barra de la lnea que une los dos polos.

Lnea neutral: lnea de la superficie de la barra que separa las zonas polarizadas.

Polos: los dos extremos del imn donde las fuerzas de atraccin son ms

intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur; (no deben confundirse con

positivo y negativo) los polos iguales se repelen y los diferentes se atraen. Por lo

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tanto, no hay atraccin entre negativo y negativo o positivo y positivos, sino que

hay atraccin de positivo a negativo.

4.4 Magnetismo

Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia en Asia Menor,

de ah el trmino magnetismo. Saban que ciertas piedras atraan el hierro y que los

trocitos de hierro atrados, atraan a su vez a otros. Estas se denominaron imanes

naturales.

Fue Oersted quien evidenci en 1820 por primera vez que una corriente

elctrica genera un campo magntico a su alrededor. En el interior de la materia

existen pequeas corrientes cerradas al movimiento de los electrones que contienen

los tomos; cada una de ellas origina un microscpico imn. Cuando estos pequeos

imanes estn orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el

material no presenta propiedades magnticas; y en cambio, si todos los imanes se

alinean, actan como un nico imn y se dice que la sustancia se ha magnetizado.

4.5 Polos magnticos

Lneas de fuerza de un imn, visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas

sobre una cartulina.

Si se trata tanto de un tipo de imn como de otro, la mxima fuerza de atraccin se

halla en sus extremos, llamados polos. Un imn consta de dos polos,

denominados polo norte y polo sur. Los polos iguales se repelen y los polos distintos

se atraen. No existen polos aislados (vase monopolo magntico) y, por lo tanto, si

un imn se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su

polo norte y su polo sur, aunque la fuerza de atraccin del imn disminuye.

Entre ambos polos se crean lneas de fuerza, siendo estas lneas cerradas, por lo

que en el interior del imn tambin van de un polo al otro. Como se muestra en la

figura, pueden ser visualizadas esparciendo limaduras de hierro sobre

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una cartulina situada encima de una barra imantada; golpeando suavemente la

cartulina, las limaduras se orientan en la direccin de las lneas de fuerza.

4.6 Polaridad de un imn

Para determinar los polos de un imn se considera la tendencia de ste a orientarse

segn los polos magnticos de la Tierra, que es un gigantesco imn natural: el polo

norte del imn se orienta hacia el polo norte magntico, que est prximo al polo

norte geogrfico, pues en un sentido estrictamente magntico es un polo sur,

mientras que el polo sur de un imn se orienta hacia el polo sur magntico, que est

prximo al polo sur geogrfico, pues en un sentido estrictamente magntico es un

polo norte. El ngulo comprendido entre el norte magntico local, indicado por una

brjula, y el norte verdadero (o norte geogrfico) se denomina declinacin magntica.

4.7 Aplicacin en la vida diaria

La gente usa los imanes para guardar notas en las puertas del refrigerador.

Son una parte esencial de los artculos de tecnologa.

como altavoces, motores y los discos duros de las computadoras.

Y las tarjetas de crdito llevan informacin de la cuenta en una banda

magntica.

Para atraer metales

Hay gras gigantes que atrapan con imn

En la puerta de tu heladera, dentro del burlete, hay imn para que cierre

Lo mismo en la bobina del aire acondicionado del auto (electroimn)

Seguramente en las puertas de las alacenas para que cierren.

En el costurero...infaltable

Hay otros que se colocan en la caera, externamente para atraer los metales

que generaran el sarro

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4.8 Frmulas de imanes

Lo que calcula es el valor de la fuerza magntica cuando esta es igual al peso del

imn.

Cuando el imn superior est muy cerca del inferior, la fuerza magntica hacia arriba

es compensada por el peso del imn inferior y la normal de la regla (hacia abajo):

Fm = P + N

Cuando va alejando el imn superior, la fuerza magntica disminuye, hacindolo

tambin la N (el P no cambia). Llega un momento, a una cierta distancia entre ambos

imanes, en el que la N es cero y en ese momento tiende a caer. Se cumple que:

Fm = P = Mg

B: campo magntico (vector)

I : corriente que genera al campo

: permeabilidad magntica del medio

dr: diferencial de la integral (vector)

r : distancia entre la corriente y un punto

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5. Ley de Lenz

5.1 concepto

La ley de Lenz para el campo electromagntico relaciona cambios producidos en el

campo elctrico en un conductor con la variacin de flujo magntico en dicho

conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los

campos elctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variacin del

flujo magntico que las induce. Esta ley se llama as en honor del fsico germano-

bltico Heinrich Lenz, quien la formul en el ao 1834. En un contexto ms general

que el usado por Lenz, se conoce que dicha ley es una consecuencia ms

del principio de conservacin de la energa aplicado a la energa del campo

electromagntico.

La Ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas sern de un sentido tal que se

opongan a la variacin del flujo magntico que las produjo; no obstante esta ley es

una consecuencia del principio de conservacin de la energa.

Ley: El sentido de la corriente inducida sera tal que su flujo se opone a la causa que

la produce.

La Ley de Lenz plantea que los voltajes inducidos sern de un sentido tal que se

opongan a la variacin del flujo magntico que las produjo. Esta ley es una

consecuencia del principio de conservacin de la energa.

La polaridad de un voltaje inducido es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo

campo magntico se opone siempre a las variaciones del campo existente producido

por la corriente original.

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5.2 Formulacin

La polaridad de una tensin inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo

campo magntico se opone siempre a las variaciones del campo existente producido

por la corriente original.

El flujo de un campo magntico uniforme a travs de un circuito plano viene dado

por:

Dnde:

= Flujo magntico. La unidad en el SI es el weber (Wb).

= Induccin magntica. La unidad en el SI es el tesla (T).

= Superficie definida por el conductor.

= ngulo que forman el vector perpendicular a la superficie definida por el

conductor y la direccin del campo.

Si el conductor est en movimiento el valor del flujo ser:

A su vez, el valor del flujo puede variar debido a un cambio en el valor

del campo magntico:

En este caso la Ley de Faraday afirma que la tensin inducida en

cada instante tiene por valor:

Donde es el voltaje inducido, d/dt es la tasa de variacin temporal

del flujo magntico y N el nmero de espiras del conductor. La

direccin del voltaje inducido (el signo negativo en la frmula) se debe

a la oposicin al cambio de flujo magntico.

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6. Ley de Faraday

6.1 Concepto

Experimento de Faraday que muestra la induccin entre dos espiras de cable: La

batera (derecha) aporta la corriente elctrica que fluye a

travs de una pequea espira (A), creando un campo

magntico. Cuando las espiras son estacionarias, no

aparece ninguna corriente inducida. Pero cuando la

pequea espira se mueve dentro o fuera de la espira

grande (B), el flujo magntico a travs de la espira

mayor cambia, inducindose una corriente que es

detectada por el galvanmetro (G).1

La ley de induccin electromagntica de Faraday (o

simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado

es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo

magntico que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:2

(*)

Donde es el campo elctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es

la densidad de campo magntico y Ses una superficie arbitraria, cuyo borde es C.

Las direcciones del contorno C y de estn dadas por la regla de la mano

derecha.

Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realiz

en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generacin de electricidad.

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6.2 Formas alternativas

Ntese que la frmula permite intercambiar el orden de la integral de superficie y la

derivada temporal siempre y cuando la superficie de integracin no cambie con el

tiempo. Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de

esta ley:

sta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones

fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes

del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando as

al electromagnetismo.

En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la frmula anterior se transforma

en:

Donde V es el voltaje inducido y d/dt es la tasa de variacin temporal del flujo

magntico . El sentido del voltaje inducido (el signo negativo en la frmula) se debe

a la ley de Lenz.

6.3 Aplicacin en la vida diaria

En muchos aparatos de la vida cotidiana podemos apreciar la ley de Faraday, tan

solo aparatos donde se utilice motores como licuadoras, generadores elctricos o

simplemente aparatos destinados a utilizar el magnetismo como principio de

funcionamiento, como el transformador que se encarga de cambiar el valor de voltaje

efectivo mediante un ncleo magnetizado y la relacin de espiras entre su primario y

secundario. Todo aquello que involucre campos magnticos cambiantes producir

corriente y a su vez ser utilizado como aplicacin para la ley de Faraday.

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7. Ley de ohm

7.2 Concepto

La ley de Ohm, postulada por el fsico y matemtico alemn Georg Simon Ohm, es

una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial que aparece

entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la

corriente que circula por el citado conductor. Ohm complet la ley introduciendo la

nocin de resistencia elctrica ; que es el factor de proporcionalidad que aparece

en la relacin entre e :

La frmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia vara

con la corriente,1 2 y en la misma, corresponde a la diferencia de potencial, a la

resistencia e a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes

en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios ()

y amperios (A).

Otras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuacin anterior, son:

vlida si 'R' no es nulo

vlida si 'I' no es nula

En los circuitos de alterna senoidal, a partir del concepto de impedancia, se ha

generalizado esta ley, dando lugar a la llamada ley de Ohm para circuitos recorridos

por corriente alterna, que indica:

Donde corresponde al fasor corriente, al fasor tensin y a la impedancia.

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La Ley de Ohm, , es una de las leyes fundamentales de la electrodinmica,

estrechamente vinculada a los valores de las unidades bsicas presentes en cualquier

circuito elctrico como son:

Tensin o voltaje "E", en volt (V).

Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito elctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga

elctrica "R" y la. Circulacin de una intensidad o flujo de corriente elctrica " I

" suministrado por la propia pila.

Debido a la existencia de materiales que dificultan ms que otros el paso de la

corriente elctrica a travs de los mismos, cuando el valor de su resistencia vara, el

valor de la intensidad de corriente en amperes tambin vara de forma inversamente

proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y,

viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente

aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensin o voltaje se mantenga

constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensin o voltaje es

directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje

aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentar

o disminuir en la misma proporcin, siempre y cuando el valor de la resistencia

conectada al circuito se mantenga constante.

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7.2 Postulado general de la Ley de Ohm

Flujo de corriente en ampere que circula por un circuito elctrico cerrado, es

directamente proporcional a la tensin o voltaje aplicado, e inversamente

proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

7.3 Frmula matemtica general de representacin de la ley de ohm

Desde el punto de vista matemtico el postulado anterior se puede representar por

medio de la siguiente Frmula General de la Ley de Ohm:

1. Tensin o voltaje "V", en volt (V).

2. Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

3. Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor

conectado al circuito.

La Ley de Ohm establece las relaciones que existen entre potencial elctrico

(voltaje), corriente elctrica y la resistencia.

La Ley de Ohm expresa que: la corriente elctrica a travs de un conductor ser

igual a la diferencia de potencial entre la resistencia que halla en dicho conductor, es

decir:

Donde I: es la intensidad o corriente elctrica medida en Amperios.

V: es el potencial o voltaje medido en voltios.

R: es la resistencia medida en Ohms

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CONCLUSION

Una vez que he terminado con este trabajo de investigacin conociendo los temas de

Electromagnetismo, Fuerza elctrica, Corriente elctrica, Imanes, Ley de Lenz, Ley

de Faraday y como ltimo tema ley de Ohm, adquir una buena retroalimentacin a

mis conocimientos, ya que en base a esta informacin he aprendido ms a fondo

cada uno de ellos, as de esta manera tomando muy en cuenta las frmulas y

conociendo algunos ejercicios para saber el procedimiento que se hace para

desarrollar cada uno de los problemas relacionados a cada tema, as tambin algo

importante es conocer y comprender el concepto de cada uno de estos. As como en

lo que es el electromagnetismo es una relacin que hay entre la electricidad y el

magnetismo, es decir todo esto se hace en una sola teora, esto es muy importante

ya que la interaccin de ambos permite lo que es conducir la electricidad de un lugar

hacia otro, en base a la fuerza elctrica es que esta proviene de la electricidad que

hace que se impulse la energa, es decir cuando una carga elctrica se mueve con

una velocidad dentro de un campo magntico, se observa que existe una interaccin

entre ambos ya que sin un campo magntico no es posible todo esto, se da tambin

de que la fuerza ejercida sobre una carga apunta hacia la otra cuando las dos tienen

distinto signo, el sentido de la fuerza se dirige hacia el lado opuesto de la carga

cuando ambas tienen el mismo signo es decir se empujan (arre pelan), en lo que es

la corriente elctrica es la cantidad de electricidad, que viaja por un conducto en un

cierto tiempo, o tambin podemos decir que es la circulacin de los electrones que

van de un tomo hacia otro, utilizando un medio de circuito cerrado, los imanes son

un material que posee la capacidad de producir un campo magntico exterior y atraer

a otros cuerpos siempre y cuando sean de un material de metal, ya que tambin el

imn no solo es capaz de atraer sino de hacer una fuerza de empuje y esto se da

cuando intentamos unir dos imanes con los mismos polos estos son imposibles de

juntarlos, as que un imn es muy til como en lo que es el electromagnetismo

porque gracias a esta fuerza tanto de atraccin como de empuje permite que la

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corriente elctrica o la carga de electrones puedan viajar, en lo que es la ley de Lenz

dice que los voltajes inducidos sern de un sentido tal que se opongan a la variacin

del flujo magntico que las produjo. Ya que esta ley es una consecuencia del

principio de conservacin de la energa, la polaridad de un voltaje inducido es tal, que

tiende a producir una corriente, cuyo campo magntico se opone siempre a las

variaciones del campo existente producido por la corriente original, la ley de Faraday

establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional

a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magntico que atraviesa

una superficie cualquiera con el circuito como borde, este ley como la anterior nos

hace mencin de la cantidad de voltaje de la energa, y como ltimo es la ley de Ohm

que nos dice que el valor de la tensin o voltaje es directamente proporcional a la

intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje

de la corriente que circula por el circuito aumentar o disminuir en la misma

proporcin, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se

mantenga constante, esta ley bsicamente se refiere a lo que es la intensidad de la

energa, la tensin y la resistencia, que esta se mide en amperes.

Gracias a esta investigacin me ha hecho tener un gran aprendizaje ya que

conociendo estos temas nosotros podemos ver cmo es que se relaciona los temas

ya mencionados con todo lo que est a nuestro alrededor y conocerlo en diferentes

aspectos, as esta informacin es algo fundamental tanto en nuestra vida cotidiana

como en lo profesional.

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REFERENCIAS DIGITALES

http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas15.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo

http://www.monografias.com/trabajos96/fuerza-electrica/fuerza-

electrica.shtml#ixzz40v0X445c

http://www.definicionabc.com/ciencia/corriente-electrica.php

https://www.fisicalab.com/apartado/intensidad-de-corriente-electrica#contenidos

http://www.definicionabc.com/general/iman.php

http://www.taringa.net/posts/offtopic/2512509/Ley-de-Lenz.html

http://cleopucela.blogia.com/2007/121702--ley-de-faraday-.php

http://www.renovables-energia.com/2009/06/partes-de-una-central-hidroelectrica/

http://www.kalipedia.com/tecnologia/tema/electricidad/graficos-esquema-motor-

electrico.html?x1=20070822klpingtcn_58.Ees&x=20070822klpingtcn_114.Kes

http://www.geophone.com/content.asp?PageID=16&Language=ES

http://www.monografias.com/trabajos96/fuerza-electrica/fuerza-electrica.shtml

http://programacasasegura.org/mx/la-importancia-de-la-ley-de-ohm/

https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday