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martes, 29 de noviembre de 2011

Mas conceptos de Electromagnetismo

Física Chida fue creado por :
Gustavo Ignacio Rodriguez Ocelot
César Albañil Domínguez
Yair David Sanchez mendez
Rafael Nato Osto


Estudiantes del CBTis 251.


GENERADOR DE CORRIENTE CONTINUA



La corriente continua (c.c) o corriente directa (c.d) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre 2  puntos de distinta potencia .A diferente de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Es continua toda la corriente que mantenga siempre la misma polaridad.  
Un generador simple se compone en 3 partes básicamente .Una  armadura, un imán inductor y las escobillas recolectaras unidas a anillos metálicos. El inductor puede ser un imán permanente o un electroimán. L a Corriente inducida se extrae del sistema mediante escalas de gráfico le suministra al generador desde el momento que hace girar la armadura en el campo magnético. La energía eléctrica se genera como una corriente inducida.


Los generadores de corriente continua son máquinas que producen tensión su funcionamiento se reduce siempre al principio de la bobina giratorio dentro de un campo magnético.Si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo.














GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA
La corriente alterna  (c.a.) es la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían ciclónicamente. L a forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad  llega a los hogares y a las empresas.
El generador se diferencia del alternador, en que el campo magnético se crea dentro de una armadura estacionaria conocida como estator. Las escobillas hacen presión contra un anillo  continuo, envés de un conmutador sesionado, y se encuentra sobre la entrada envés de la salida.
La fuente de energía es la corriente directa, para cargar la batería con el uso de diodos. 

El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.
El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.
Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una fem. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos.




http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/generador/generador.htm


EL TRANSFORMADOR

La aplicación más frecuente de este principio es en el transformador.
El transformador simple tiene 3 partes esenciales: Una bobina primaria, conectada a una fuente de ca; una bobina secundaria y un núcleo de hierro dulce. Si le aplicamos una corriente al terna a través de la bobina primaria, las líneas de flujo magnético se mueven de un lado a otro, a través del núcleo de hierro, inducida una corriente alterna ca en la bobina secundaria.
Las características de  un transformador elevador puede entregar un voltaje de salida mayor.
La gran ventaja de la ca es que el voltaje puede elevarse y reducirse con facilidad con la ayuda de un transformador.
Ejemplos de la aplicación práctica de los transformadores.       
1) La podemos observar en el funcionamiento de las plantas de energía.
2) En los equipos de TV que  proporcionan el alto voltaje necesario para  el cinescopio.
También existen otras aplicaciones para el electromagnetismo que son:
1)  En dispositivos magnéticos comunes como las cabezas que  leen y escribe sobre discos y cintas magnéticas. 
3) En la información digital, como la que se utiliza en los procesos de lectura y escritura sobre discos de computadoras.

Se denomina transformador o trafo (abreviatura), a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico decorriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.



Es importante destacar que el uso de las TIC favorecen el trabajo colaborativo con los iguales, el trabajo en grupo, no solamente por el hecho de tener que compartir ordenador con un compañero o compañera, sino por la necesidad de contar con los demás en la consecución exitosa de las tareas encomendadas por el profesorado.


La experiencia demuestra día a día que los medios informáticos de que se dispone en las aulas favorecen actitudes como ayudar a los compañeros, intercambiar información relevante encontrada en Internet, resolver problemas a los que los tienen. Estimula a los componentes de los grupos a intercambiar ideas, a discutir y decidir en común, a razonar el por qué de tal opinión.

sábado, 26 de noviembre de 2011

ELECTROMAGNETISMO

Este blog contiene conceptos importantes sobre el magnetismo, esperamos que esta información te sea de utilidad durante el aprendizaje de Física II.


Si este blog te fue de gran utilidad déjanos tu comentario que con mucho gusto te lo agradeceremos.


Física Chida fue creado por :
Gustavo Ignacio Rodriguez Ocelot
César Albañil Domínguez
Yair David Sanchez mendez
Rafael Nato Osto


Estudiantes del CBTis 251.





Fuerza y momento de torsión en un campo magnético

Momento de torsión es el trabajo que hace que un dispositivo gire cierto ángulo en su propio eje.
La fórmula para calcular el momento de torsión de una única espira es:
τ  = BIA cos α
                                                                                                                                                                                                                        donde:
                T= momento de torsión                              Si la espira se remplaza para un               
                N= número de vueltas del devanado                    embobinado muy compacto con  N
                B= inducción magnética                                              espiras se calcula con la formula
                I= corriente que pasa por el alambre     T=NBIA  
                A= área que abarca la espira
            α = ángulo de inclinación de la espira respecto a las líneas de campo magnético
El galvanómetro es  en un dispositivo que sirve para detectar una corriente eléctrica, su funcionamiento está basado en el momento de torsión ejercido sobre una bobina colocada en un campo magnético.

Un conductor que circula corriente suspendida en un campo magnético, como ilustra la fig. 36-1, experimentara una fuerza magnética dado por

              

Donde I se refiere a la corriente perpendicular al campo B, y donde l es la longitud del conductor. La dirección de la fuerza se determina por medio de la regla del tornillo de rosca derecha.
La fuerza que actúa sobre un conductor por el que fluye corriente tiene una dirección perpendicular al campo magnético.



Motores de corriente continuo

Un motores de corriente continua es un aparato que usa los campos eléctricos producidos  por un embobinado para, junto con sus respectivos imanes, producir un movimiento rotacional continuo. Y
se clasifican  en tres partes que son:
       □  Devanada en serie
       □  Devanada paralelo o en derivación
       □  Motor compuesto
Si una bobina gira dentro de un campo magnético     induciendo una fuerza electromotriz alterno, originando una corriente alterna. A este proceso se le llama inducción electromagnetismo.

El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales.

Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes, un estator que da soporte mecánico al aparato y tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica. En el estator además se encuentran los polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, al que llega la corriente mediante dos escobillas.





Ley de Faraday

Faraday  concluye que  si bien un campo magnético estacionario no produce corriente, un campo magnético   variable sí es capaz de producirla.
La fórmula para calcular  la fuerza electromotriz (fem) en una bobina determinada es:

"Ley de Faraday" o “Ley de inducción electromagnética de Faraday”, establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rigidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.
Un conductor puede inducir una fem mediante el movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético, Faraday descubrió que cuando un conductor corta las líneas de flujo magnético se produce una fem entre los extremos de dicho conductor. Cuanto más rápido sea ese movimiento, tanto más pronunciada será la desviación de la aguja del galvanómetro. Cuando el conductor se mueve hacia arriba a través de las líneas de flujo se puede hacer una observación similar, excepto que en ese caso la corriente se invierte. Cuando no se cortan las líneas de flujo, por ejemplo si el conductor se mueve en dirección paralela al campo, no se induce corriente alguna.
  • El movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético induce una fem en el conductor.
  • La dirección de la fem inducida depende de la dirección del movimiento del conductor con respecto al campo.
  • La magnitud de la fem es directamente proporcional a la rapidez con la que el conductor corta las líneas de flujo magnético.
  • La magnitud de la fem es directamente proporcional al número  de espiras del conductor que cruza las líneas de flujo.
Donde:
E = fuerza electromotriz inducida
∆ф/∆t = tasa de variación temporal del flujo magnético ф.
La dirección de la fuerza electromotriz (el signo negativo en la formula) se debe a la ley de Lenz.
Se induce una fem cuando un alambre se mueve perpendicularmente al campo magnético.



De las observaciones realizadas experimentalmente se puede afirmar lo siguiente:
  • Un conductor puede inducir una fem mediante el movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético.
  • El movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético induce una fem en el conductor.
  • La dirección de la fem inducida depende de la dirección del movimiento del conductor con respecto al campo.
  • La magnitud de la fem es directamente proporcional a la rapidez con la que el conductor corta las líneas de flujo magnético.
  • La magnitud de la fem es directamente proporcional al número  de espiras del conductor que cruza las líneas de flujo.




     Ley de Lenz
La ley de Lenz dice que = una corriente inducida fluirá en una dirección tal que por medio de su campo magnético se opondrá al movimiento del campo magnético que la produce.

El sentido de la corriente inducida se puede obtener de la ley de lenz que establece que,
El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce.
En las figuras se puede observar que cuando el imán se acerca a las espiras, el flujo magnético a través de las espiras aumenta. De acuerdo con la Ley de Lenz, las corrientes inducidas deben crear flujos , que se deben oponer al aumento del flujo inicial, y los sentidos de las corrientes serán los indicados.