LEYES FUNDAMENTALES ELECTROMAGNÉTICAS.

LEYES FUNDAMENTALES ELECTROMAGNÉTICAS. cerrada siendo esta en representación matemática la razón de cambio de dicho flujo con respecto al tiempo.

RESUMEN: el presente ensayo se basa en el análisis personal de cada una de leyes fundamentales elec electr trom omag agné nétitica cass vist vistas as en clas clase e a cont contin inua uaci ción ón se presen presentar tara a una explicac explicación ión de cada cada una de ellas ellas y el impacto que tiene su funcionamiento dentro de maquinas eléctr eléctrica icass y se puede puede denota denotarr como como herram herramien ientas tas muy indispensables dentro de la industria. PALABRAS CLAVE: leyes, electromagnetismo, Faraday, Fleming, Biot Savart, Lenz. 1.- INTRODUCCIÓN Vamos a ver en este tema el fenómeno de la inducción electromagnética, asi como las leyes fundamentales en las que se basa el electromagnetismo y por último el concepto de inducción y autoinducción. La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz, o voltaje, en un cuer cuerpo po que que está está some sometitido do a la acci acción ón de un camp campo o magnét magnético ico que puede puede variar variar.. Cuando Cuando resulta resulta que ese cuer cuerpo po es un mate materi rial al cond conduc ucto torr se prod produc uce e lo que que llamaremos una corriente inducida.

2.- DESARROLLO 2.1.- Ley de Faraday Los estudios estudios y las presentacione presentacioness de Faraday Faraday manifestó manifestó que si una corriente podía producir un campo magnético, ento entonc nces es un camp campo o magn magnét étic ico o debe deberí ría a ser ser capa capazz de producir una corriente. La Ley de Faraday establece que la corr corrie ient nte e indu induci cida da en un circ circui uito to es dire direct ctam amen ente te proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que lo atraviesa. En una manera explicativa en términos del campo se pude decir decir que un campo campo magnét magnético ico que varía varía con el tiempo tiempo produce una fuerza electromotriz denominada como (fem). Esta fuerza electromotriz no es otra cosa que un voltaje proced procedent ente e de los conducto conductores res que se mueven mueven en un campo magnético o de campos magnéticos variantes. Capaz de producir una corriente en un circuito cerrado adecuado aunque no necesaria conductora, como es esto pude pude incl inclui uirr un capa capaci cito torr o ser ser sola solame ment nte e una una líne línea a imaginaria en el espacio. El fluj flujo o magn magnét étic ico o es el fluj flujo o que que cruz cruza a atre atreve vess de cualquier cualquier superficie superficie cuyo perímetro perímetro sea una trayectoria trayectoria

2.2.- Ley de Lenz La Ley de Lenz nos dice que las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía. La polaridad de una FEM inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original. El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por: Φ = Flujo magnético. La unidad en el S.I. es el weber (Wb). B = Inducción magnética. La unidad en el S.I. es el tesla (T). S = Superficie del conductor. α = Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.

2.3.-Ley de Biot – Savart La ley de Biot-Savart establece que si un alambre conduce una corriente constante I, el campo magnético produce un difere diferenci ncial al de corrie corriente nte.. Por lo tanto tanto la direcc dirección ión de la corriente será en forma perpendicular por un diferencial de longitud. La ley de de Biot-Savart se la considera muy importante importante ya que se proporciona el campo magnético en un punto dado para un pequeño elemento elemento del conductor. Para encontrar  el campo magnético total B en algún punto debido a un cond conduc ucto torr para para tama tamaño ño fini finito to,, se debe deben n suma sumarr las las contribuciones de todos los elementos de corriente que constituyen el conductor.

2.4.- Ley de Fleming Esta ley establece que si el pulgar, el dedo índice y el dedo medio de la mano derecha se colocan en ángulo recto entre sí, apuntando con el pulgar en la dirección en la que se mueve el alambre, y con el índice en la dirección del cam campo, po, el dedo edo medio edio apunt punta ará en la dire direcc cció ión n convencional de la corriente inducida. Esta ley se fundamenta que el dedo pulgar hacia arriba de la mano mano izqu izquie ierd rda a se exti extien ende de en la dire direcc cció ión n del del movimiento del corte de las líneas de fuerza y el índice hacia adelante indica la dirección del campo magnético y el dedo medio señalando hacia nosotros, indica la dirección de la F. E. M. inducida. Añadiremos que, cuando un inductor corta 100,000,000 de líneas de fuerza en un segundo, induce una F. E. M. de un voltio, voltio, la referencia referencia anterior anterior es sólamente teórico, teórico, ya que para determinar la F. E. M. utilizamos un voltímetro.

3.- APLICACIONES

medio apuntará en la dirección convencional de la corriente inducida.

3.1 Demostración de la ley de Faraday. La Ley de inducción electromagnética de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:

Figura 2[4] Figura 1[4]

Enrollo dos alambres separados alrededor de un toroide de hierro y coloco un galvanómetro en un circuito, y en el otro, una batería. Al cerrar el circuito de la batería observo una deflexión momentánea del galvanómetro; una deflexión similar pero en sentido contrario, ocurría cuando se desconectaba la batería. Esto por supuesto fue su primer  experimento en el que se incluía un campo magnético móvil como una bobina móvil podía producir una deflexión en el galvanómetro. La fuerza electromotriz tiene una dirección tal que produce una corriente cuyo flujo original, reducirá la magnitud de (fem) un campo magnético

3.2 Demostración de la ley de Biot – Savart

Esta ley indica el campo magnético creado por corrientes eléctricas estacionarias. En el caso de las corrientes que circulan por circuitos filiformes (o cerrados), la contribución de un elemento infinitesimal de longitud dl  del circuito recorrido por una corriente I  crea una contribución elemental de campo magnético, dB en el punto situado en la posición que apunta el vector  Ur  a una distancia r  respecto de dl, quien apunta en dirección a la c orriente I.

3.3 Demostración de la ley de Lenz.

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.

3.4 Demostración de la ley de Fleming.

Si el pulgar, el dedo índice y el dedo medio de la mano derecha se colocan en ángulo recto entre sí, apuntando con el pulgar en la dirección en la que se mueve el alambre, y con el índice en la dirección del campo, el dedo

CONCLUSIONES En el siguiente ensayo se pudo denotar una breve descripción de las leyes fundamentales electromagnéticas. Tambien se pudo aprender de mejor manera la aplicación que tienen cada una de ellas dentro del estudio en maquinas eléctricas.

4.- BIBLIOGRAFÍA [1] http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Biot-Savart [2] http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/fisica2/5.8.htm [3]http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/electymagnet/tem5_ 

3_.htm

[4]http://www.mitecnologico.com/Main/LeyDeFaraday

[5]Reitz, Milford y Christy, Fundamentos de la teoría electromagnética, Addison-Wesley Iberoaméricana, pp. 201-217, 1986. [6]libro: Teoría electromagnética William H. Hayt, Jr John A. Buck  [7]http://www.aragoninvestiga.org/

[8]The Baltimore-Washington Maglev Project, http://www.bwmaglev.com/default.htm, 30/mayo/2002.