Electricidad

comenzó a experimentar con metales únicamente, y llegó a la conclusión de que el tejido muscular animal no era necesario para producir corriente eléctrica. Este hallazgo suscitó una fuerte cont SWipe page controversia entre los partidarios de la electricidad animal y los defensores de la electricidad metálica, pero la demostración, realizada en 1800, del funcionamiento de la primera pila eléctrica certlficó la victoria del bando favorable a las tesis de Volta. or su trabajo en el campo de la electricidad, Napoleón lo nombró conde en 1801 mismo año en que saldó su famosa controversia on Galvani acerca de la electricidad animal. La unidad eléctrica conocida como voltio recibió ese nombre en su honor. [PiC] La bater(a eléctrica de Volta. Alejandro Volta comunicó su descubrimiento de la pila a la Royal Society londinense el 20 de marzo de 1800. La comunicación de Volta fue leída en audiencia el 26 de junio del mismo año, y tras varias reproducciones del invento efectuadas por los miembros de la sociedad, se confirmó el descubrimiento y se le otorgó el crédito de éste.

En septiembre de 1801, Volta viajó a París aceptando una invitacion del emperador Napoleón Bonaparte, ara exponer las características de su invento en el Instituto de Francia. El propio Bonaparte participó con entusiasmo en las exposlciones. El 2 de noviembre del mismo año, la camisón de científicos distinguidos por la Academia de las Ciencias del Instituto de Francia encargados de evaluar el invento de Volta emitió el informe correspondiente aseverando su validez.

Impresionado con la batería de Volta, el emperador lo nombró conde y senador del reino de Lombardía, y le otorgó la más alta distinción de la institución, la medalla de oro al mérito científico. 2 OF torgó la más alta distinción de la institución, la medalla de oro al mérito científico. El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de filosofía de la Universidad de Padua en 1815. Sus trabajos fueron publicados en cinco volúmenes en el año 1816, en Florencia.

Sus últimos años de vida los pasó en su hacienda en Camnago cerca de Como, donde falleció el 5 de marzo de 1827. IMANES ARTIFICIALES E IMANES NATURALES Un imán es un material que tiene la capacidad de producir un campo magnético en su exterior, el que es capaz de atraer al hierro, así como también al níquel y al cobalto. Existen imanes de origen natural y otros fabricados de forma artificial. Generalmente, aquellos que son naturales manifiestan sus propiedades en forma permanente, como es el caso de la magnetita.

Los imanes artificiales se pueden crear a partir de la mezcla o aleación de diferentes metales. Otra forma de generar el magnetismo es mediante el principio que opera en los electroimanes, cuyo artículo también puedes leer en este sitio. La característica de atracción que poseen los imanes se hace más potente y evidente hacia sus extremos o polos, los que son denominados norte y sur, ya que tienden a orientarse los extremos de nuestro planeta, ya que sus polos son imanes naturales gigantes.

Así como sucede con los imanes, debido a los polos, en la Tierra, el espacio en el que se manifiesta la acción de los enormes imanes se denomina campo magnético. Éste se representa a través de líneas de fuerza. Las líneas de fuerza son trazos campo magnético. Éste se representa a través de líneas de fuerza. Las lineas de fuerza son trazos imaginarios de van de polo a polo, de norte a sur por fuera del imán y en sentido contrario por su parte interna. El magnetismo de los imanes se explica debido a as pequeñas corrientes eléctricas que se encuentran al interior de la materia.

Estas corrientes se producen debido al movimiento de los electrones en los átomos, y cada una de ellas da origen a un imán microscópico. Si todos estos imanes se orientan en forma desordenada, entonces el efecto magnético se anula y el material no contará con esta propiedad. Por el contrario, si todos estos pequeños imanes se alinean, entonces actúan como un solo gran imán, entonces la materia resulta ser magnética. Si se quiere lograr que un imán deje de ser magnético, entonces es necesario someterlo a la denominada «temperatura Curie», es ecir, a la temperatura precisa que cada tipo de imán requiere.

Por ejemplo, un imán cerámico deberá ser sometido a una temperatura de 4500C, mientras que para un imán de cobalto es necesario alcanzar los 8000C. CAMPO MAGNETICO El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor que se desplaza a una velocidad ([pic]), sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente formula. [PIC] Donde: F es la fuerza V es la velocidad

B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de fl la velocidad densidad de flujo magnético. El módulo de la fuerza resultante será: [pic] La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad localizada en el espacio de orientar un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.

Algunos materiales magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción que obre el hierro ejerce la magnetita, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo. Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambió con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted. En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes.

Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por una corriente eléctrica y también llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de brújula ontada sobre una peana de madera. Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó que cada vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja de la brújula. Calló y finalizó las demostraciones, pero en los meses sucesivos trabajó mucho intentando explicarse el nuevo fenómeno, la aguja no era ni atra(da ni repelida por ella.

En vez de eso tendía a quedarse s OF el nuevo fenómeno, la aguja no era ni atraída ni repelida por ella. En vez de eso tendía a quedarse en ángulo recto. El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes: ?? La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H. • La inducción magnética o campo 3, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.

Desde un punto de vista físico, ambos son equivalentes en el vacío, salvo en una constante de proporcionalidad que depende del sistema de unidades: 1 en el sistema de Gauss, [pic]en el SI. Solo se diferencian en medios materiales con el fenómeno de la magnetizaclón. El campo H se ha considerado tradlcionalmente el campo principal o intensidad de campo magnético, ya que se uede relacionar con unas cargas, masas o polos magnéticos por medio de una ley similar a la de Coulomb para la electricidad.

Con ello, no solo se parte de leyes similares en los campos eléctricos y magnéticos, sino que en medios materiales, con la equiparación matemática de H con E, por un lado, y de g con D, por otro, se pueden establecer paralelismos útiles en las condiciones de contorno y las relaciones termodinámicas. Las fórmulas correspondientes en el sistema electromagnético de Gauss son: Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan, una de ellas es una corriente eléctri OF Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan, una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático.

Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria. La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampere. El campo magnético para cargas que se mueven a velocidades pequeñas comparadas con velocidad de la luz, puede representarse por un campo vectorial. Sea una carga eléctrica de prueba q0 en un punto P de una eglón del espacio moviéndose a una cierta velocidad arbitraria v respecto a un cierto observador que no detecte campo eléctrico.

Si el observador detecta una deflexión de la trayectoria de la partícula entonces en esa región existe un campo magnético. El valor o intensidad de dicho campo magnético puede medirse mediante el llamado vector de inducción magnética B, a veces llamado simplemente «campo magnético», que estará relacionado con la fuerza F y la velocidad v medida por dicho observador en el punto P: Si se varía la dirección de v por P, sin cambiar su agnitud, se encuentra, en general, que la magnitud de F varia, si bien se consewa perpendicular a v. ?? Campo magnético producido por una carga puntual El campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión: Donde [pic]. Esta última expresión define un campo ve partir de la siguiente expresión: Donde [pic]. Esta última expresión define un campo vectorial solenoidal, para distribuciones de cargas en movimiento la expresión es diferente, pero puede probarse que el campo magnético sigue siendo un campo solenoidal.

Propiedades del campo magnético • La inexistencia de cargas magnéticas lleva a que el campo magnético es un campo solenoidal lo que lleva a que localmente puede ser derivado de un potencial vector[pic], es decir: A su vez este potencial vector puede ser relacionado con el vector densidad de corriente mediante la relación: (pic] Inexistencia de cargas magnéticas aisladas Cabe destacar que, a diferencia del campo eléctrico, en el campo magnético no se ha comprobado la existencia de monopolos magnéticos, sólo dipolos magnéticos, lo que significa que las líneas de campo magnético son cerradas, esto es, el número eto de líneas de campo que entran en una superficie es igual al número de líneas de campo que salen de la misma superficie.

Un claro ejemplo de esta propiedad viene representado por las líneas de campo de un imán, donde se puede ver que el mismo número de líneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, desde donde vuelven por el interior del imán hasta el norte. * Determinación del campo de inducción magnética B El campo magnético para cargas que se mueven a velocidades pequeñas comparadas con velocidad de la luz, puede representarse por un campo vectorial. Sea una carga eléctrica de rueba q0 en un punto P de una regi prueba qO en un punto P de una región del espacio moviéndose a una cierta velocidad arbitraria v respecto a un cierto observador que no detecte campo eléctrico. Si el obsevador detecta una deflexión de la trayectoria de la partícula entonces en esa región existe un campo magnético.

El valor o intensidad de dicho campo magnético puede medirse mediante el llamado vector de inducción magnética g, a veces llamado simplemente «campo magnético», que estará relacionado con la fuerza F y la velocidad v medida por dicho observador en el punto P: Si se varía la irección de v por P, sin cambiar su magnitud, se encuentra, en general, que la magnitud de F varía, si bien se conserva perpendlcular a v . A partir de la obsewaclón de una pequeña carga eléctrica de prueba puede determinarse la dirección y módulo de dicho vector del siguiente modo: • La dirección del «campo magnético» se define operacionalmente del siguiente modo. Para una cierta dirección y sentido de v, la fuerza F se anula. Se define esta dirección como la de B. • Una vez encontrada esta dirección el módulo del «campo magnético» puede encontrarse fácilmente ya que es posible rientar a v de tal manera que la carga de prueba se desplace perpendicularmente a B.

Se encuentra, entonces, que la F es máxima y se define la magnitud de B determinando el valor de esa fuerza máxima: En consecuencia: Si una carga de prueba positiva qO se dispara con una velocidad v por un punto P y si obra una fuerz positiva qO se dispara con una velocidad v por un punto P y si obra una fuerza lateral F sobre la carga que se mueve, hay una inducción magnética B en el punto P siendo B el vector que satisface la relación: La magnitud de F, de acuerdo a las reglas del producto vectorial, está dada por la expresión: Expresión en la que [pic]es el ángulo entre v y 3. * Campo magnético en relatividad – Campo medido por dos observadores La teoría de la relatividad especial probó que de la misma manera que espacio y tiempo no son conceptos absolutos, la parte eléctrica y magnética de un campo electromagnético dependen del observador. Eso significa que dados dos observadores [pic]y [pic]en movimiento relativo un respecto a otro el campo magnético y eléctrico medido por cada uno de ellos no sera el mismo.

En el contexto de la relatividad especial si los dos observadores se mueven uno respecto a otro con velocidad niforme v dirigida según el eje X, las componentes de los campos eléctricos medidas por uno y otro observador vendrán relacionadas por: Y para los campos magnéticos se tendrá: Nótese que en particular un observador en reposo respecto a una carga eléctrica detectará sólo campo eléctrico, mientras que los observadores que se mueven respecto a las cargas detectarán una parte eléctrica y magnética. – Campo creado por una carga en movimiento El campo magnético creado por una carga en movimiento puede probarse por la relación general: [pic] FUERZA ELECTROMOTRIZ 23