ELECTROMAGNETISMO

ELECTROMAGNETISMO 
El electromagnetismo estudia la relación entre la electricidad y los fenómenos magnéticos.

 Oersted comprobó que el paso de corriente eléctrica por un conductor produce un campo magnético.

Los electroimanes son un imanes temporales, que actúan como un imán temporal mientras pasa la corriente eléctrica por el hilo enrollado o bobina.

¿Como funciona un Electroimán?

Cuando una corriente eléctrica circula por un material conductor, genera un campo magnético.

Al enrollar el conductor en forma circular (o cuadrada también podría ser) el campo electromagnético generado por cada tramo de conductor se concentra en una región mas pequeña,

Cuando colocamos un material ferrítico como núcleo, lo que estamos haciendo es concentrar todo el campo magnético generado. Ésto ocurre debido a que ese material es mas permeable al campo magnético que el aire. Es por ello que sin un núcleo, nuestro electroiman casero no funciona, pues las líneas de campo se dispersan.

UN CAMPO MAGNÉTICO PUEDE PRODUCIR UNA CORRIENTE ELÉCTRICA

Faraday demostró que un campo magnético que se mueve, produce una corriente eléctrica, llamada inducida, y el efecto se llama Inducción Electromagnética.

SABIAS QUE ... El THEREMIN produce sonidos sin llegar a tocarlo

El theremín es un instrumento musical inventado en 1919 por el ruso Léon Theremin,  (Лев Сергеевич Термен, Lev Serguéyevich Termén), 1896-1993. Fue uno de los primeros instrumentos musicales electrónicos y, además de su sonido, lo más curioso es que el ejecutante no tiene ningún contacto físico con él.

Este instrumento electrónico consiste básicamente en una caja con dos antenas. El circuito del theremín genera a su alrededor un campo electromagnético y es sensible a cualquier alteración que se produzca en dicho campo.

El sonido se genera cuando algo vibra. Y en un theremin, esta vibración se produce por la corriente eléctrica.

Moviendo tus manos en el espacio alrededor de sus antenas controlas el tono y volumen. 

Ciencia y Música: el Theremín

La forma de ejecución es la siguiente: Se acercan y se alejan las manos de cada una de las antenas, pero nunca se tocan.
-La antena derecha, que por lo general es recta y en vertical, sirve para controlar la frecuencia, es decir el tono, así cuanto más cerca está la mano derecha de la misma, más agudo es el sonido que se produce.
-La antena izquierda, que se dispone de forma horizontal, se utiliza para controlar el volumen, cuanto más cerca está la mano izquierda de esta antena, más bajo es volumen.

"La Llorona". Canción popular, Theremin: Ernesto Mendoza

 Recital ofrecido en el Auditorio Blas Galindo del Centro Nacional de las Artes (México, DF). Domingo 12 de junio de 2011

Led Zeppelin fue uno de los grandes grupos que utilizaron este singular instrumento en sus grabaciones y conciertos.

Mira a Jimmy Page (ex guitarrista de Led Zeppelin) jugando con un theremin

En el siguiente vídeo podemos escuchar una propuesta algo mas "dulce" de la mano de
Clara Rockmore   (1911-1998)

  "El Cisne" pieza de "El Carnaval de los Animales" (Saint-Saëns) .

En sus inicios el Theremin formó parte de las orquestas sinfónicas. Donde brilló con los movimientos etéreos de la gran virtuosa Clara Rockmore. Durante los años 50 se popularizó como un instrumento imprescindible en las películas de terror y de ciencia-ficción.

Casi un siglo después de su creación, el Theremin está resurgiendo a nivel mundial, siendo parte de composiciones clásicas, contemporáneas, sonidos experimentales y en música popular.

Fuerzas eléctricas

Electricidad: Es un fenómeno físico debido a las fuerzas que aparecen entre las partículas cargadas eléctricamente de la materia. La materia es normalmente neutra por que tiene el mismo número de cargas positivas que negativas.

 Electrización: es el proceso por el que los cuerpos adquieren carga eléctrica.

Propiedades de la carga eléctrica

• Es una propiedad de la materia relacionada con la proporción entre protones y electrones.
• Hay dos tipos, positiva (los átomos pierden electrones) y negativa (los átomos ganan electrones).
• Los cuerpos cargados con el mismo tipo de carga se repelen
• Los cuerpos cargados con distinto tipo de carga se atraen.
• La unidad de carga eléctrica natural es el electrón, pero es muy pequeña. Por eso se utiliza en el S.I. el Culombio (C) 

Culombio: Es la unidad de cantidad de electricidad equivalente a 6,25 x 10¹⁸  electrones.

La existencia de carga eléctrica puede comprobarse con el péndulo eléctrico, el electroscopio o el electrómetro.

MÉTODOS DE ELECTRIZACIÓN

Un cuerpo puede acumular carga eléctrica de tres formas:

-Electrización por frotamiento: Al frotar dos cuerpos neutros (como por ejemplo una varilla de vidrio y un paño de seda), los electrones son "arrancados" de uno de ellos y retenidos en el otro  quedando uno cargado positivamente (cuerpo que pierde electrones queda con exceso de carga positiva) y el otro negativamente (cuerpo que recibe electrones).

-Electrización por contacto: Cuando entran en contacto un cuerpo cargado (con un exceso de electrones) con otro que no lo está, se transfieren parte de los electrones, de esta manera el exceso de carga negativa, queda repartido entre ambos cuerpos. Los dos cuerpos quedan con el mismo tipo de carga.

-Electrización por inducción: Se produce al acercar un cuerpo previamente cargado a otro que no lo está. En este último se produce una distribución de la carga que produce la polarización del cuerpo. La distribución de la carga es a nivel molecular si el cuerpo no es conductor y por movimiento de electrones si el cuerpo es conductor.

 Interacciones entre cargas.  Ley de Coulomb 

Ley de Coulomb: (sirve para calcular la fuerza de atracción entre cargas eléctricas)

La fuerza con que se atraen o repelen dos cargas eléctricas actúa en la dirección entre

ambas cargas, y es directamente proporcional a su cantidad de carga e inversamente

proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

FUERZAS ENTRE CARGAS

    -Son fuerzas a distancia

    -Son atractivas y repulsivas (por el hecho de tener carga)

    -Depende de la distancia entre los cuerpos, es inversamente proporcional a la distancia al cuadrado

    -Depende del tipo de carga: las de igual signo se repelen y las de distinto signo se atraen.

Las fuerzas eléctricas son las que se producen entre cargas eléctricas. Por la acción de estas fuerzas los electrones se desplazan a través de un hilo conductor y llega la corriente eléctrica a nuestras casas.

¿Qué hay detrás del enchufe?

Actividades interactivas

Recordamos el concepto de átomo y su estructura

SABÍAS QUE... La Tierra genera un Campo Magnético

La Tierra tiene un campo magnético con polos Norte y Sur. El campo magnético de la Tierra alcanza hasta 36 000 millas en el espacio; El campo magnético de la Tierra está rodeado por una región llamada la magnetosfera.
La magnetosfera previene que la mayoría de las partículas del Sol, que se trasladan con el viento solar, choquen contra la Tierra.

¿CÓMO GENERA LA TIERRA SU CAMPO MAGNÉTICO?

El núcleo terrestre es líquido. Se trata de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira, dicho magma también lo hace, aunque no de manera uniforme. Una rotación no uniforme de un material conductor crea una dinamo, y es ella la que da lugar al campo magnético terrestre, que presenta un polo Norte y un polo Sur. En algunos momentos se han intercambiado: el polo Norte ha pasado a ser el polo Sur y viceversa.

ALGUNAS PARTÍCULAS DEL VIENTO SOLAR PUEDEN PENETRAR LA MAGNETOSFERA.

Estas partículas dan origen a los espectáculos de luces de la Aurora. El Sol y otros planetas tienen magnetosferas, pero la Tierra tiene la más fuerte de todos los planetas rocosos. Los polos magnéticos Norte y Sur de la Tierra se invierten a intervalos irregulares de cientos de miles de años.

AÚN EXISTEN MUCHOS INTERROGANTES SOBRE CÓMO SE ORIGINÓ DE LA NADA EL

CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE, cómo creció y decreció a través de miles de años cambiando la polaridad (el polo norte magnético se transformó en polo sur magnético y viceversa), y cómo se mantiene.

LA TEORÍA MÁS ACEPTADA ES LA DEL EFECTO DINAMO (como la de un auto) en el

núcleo exterior líquido de la Tierra, que te paso a explicar. Ante todo, debes tener presente que la Tierra se comporta como un gigantesco imán ubicado en su centro, cuyo eje está inclinado unos 11º respecto al eje de rotación, lo cual genera líneas de fuerzas magnéticas que entran por el polo norte magnético (cerca del polo norte geográfico), penetran hacia dentro de la Tierra y salen por el polo sur magnético.

Efecto Dinamo: El efecto dinamo es una teoría geofísica que explica el origen del campo magnético principal de la Tierra como una dinamo auto excitada (o auto-sustentada). En este mecanismo dinamo el movimiento fluido en el núcleo exterior de la Tierra mueve el material conductor (hierro líquido) a través de un campo magnético débil, que ya existe, y genera una corriente eléctrica (el calor del decaimiento radiactivo en el núcleo induce el movimiento convicto). La corriente eléctrica produce un campo magnético que también interactúa con el movimiento del fluido para crear un campo magnético secundario. Juntos, ambos campos son más intensos que el original y yacen esencialmente a lo largo del eje de rotación de la Tierra.

¿Que sucedería si la tierra no tuviera campo magnético?

Fuente

FUERZAS MAGNÉTICAS

Magnetismo es un fenómeno por el que algunos objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre determinados materiales. Las fuerzas magnéticas son las que pueden hacer los imanes sobre los objetos de hierro que están cercanos.

Imanes son los materiales que poseen la propiedad de atraer al hierro, al níquel, al cobalto o atraer o repeler a otro imán

Pueden ser naturales no están fabricados por el hombre,  como la magnetita, artificiales creados por el hombre, al frotar hierro o acero con magnetita o electroimanes, en los que la atracción magnética es debida a la corriente eléctrica. (electromagnetismo)


Características de los imanes:

• Tienen dos polos en los extremos, llamados norte y sur. 
• Los polos de un imán no se pueden separar, si lo partimos aparecerán dos nuevos polos. Es decir, los polos no se pueden aislar el uno del otro
• Dos imanes pueden atraerse y repelerse.
• Polos del mismo signo se repelen y de signo distinto se atraen.
• En los polos el magnetismo es máximo, la parte central es neutra.
• Producen un campo magnético, es decir una zona del espacio donde se percibe su atracción magnética, es decir, se manifiestan las fuerzas. Esta atracción se representa por líneas de campo que son las trayectorias que seguirían las partículas que resultaran atraídas por el campo magnético del imán.

El planeta Tierra se comporta como un imán, posee un campo magnético creado por el movimiento relativo del núcleo interno respecto del núcleo externo del planeta. Los polos de este campo magnético son próximos, aunque no coinciden con los polos geográficos.

El campo magnético terrestre

• Nos protege del viento solar (emanaciones solares de partículas cargadas muy energéticas)
• Desvía la mayor parte de la radiación del Sol
• Si los vientos solares soplan con intensidad, algunas partículas penetran hasta la ionosfera chocando con los átomos del aire y produciendo las auroras polares

Página con material teórico y actividades interactivas (libros vivos)

SABÍAS QUE ... Los rastros de aviones

Seguro que en multitud de ocasiones habéis mirado hacia el cielo y observado cómo un avión que ha pasado ha dejado una estela muy parecida a las nubes. Este fenómeno se conoce con el nombre de contrail [estela de condensación].

Los rastros de aviones  que vemos en el cielo son partículas de agua congelada.  El vapor de agua, tras salir de las turbinas del avión se congela y se queda suspendido en la atmósfera.

Cuando los aviones vuelan a una altura considerable, la temperatura exterior es bajísima (alrededor de los -40 ºC) lo que provoca que, cuando el aparato en vuelo expulsa el aire caliente por sus tubos de escape se cristalice al entrar en contacto con la atmósfera. Este es el mismo efecto que ocurre para la formación de nubes.




El hecho de que la estela sea mayor o menor depende de una serie de factores que hacen que se produzca este fenómeno: altura del avión, temperatura exterior, humedad en el ambiente…

Por ello sólo podemos observar estos rastros cuando el avión pasa por zonas donde la temperatura ronda los -40ºC.





Poco tienen que ver con este efecto las estelas artificiales de los aviones acrobáticos que suelen ser de colores (como el de la Patrulla Águila). Dado que su vuelo es a muy poca altura, para conseguir dejar las estelas con las que hacer dibujos en el aire se inyecta aceite al motor en el momento que el piloto quiere que aparezca cada estela. El color se lo da el uso de diferentes colorantes que se mezclan para crear ese efecto visual tan sorprendente.

SABÍAS QUE ... Hay animales que generan electricidad

Muchos animales hacen cosas asombrosas para las que el ser humano necesita ayuda de las máquinas. Pueden generar electricidad, iluminarse en la oscuridad, realizar trucos asombrosos para escapar de los predadores y crear su propia casa.

 Raya eléctrica

La raya eléctrica, también llamada raya torpedo o rayas negras (son un orden de rayas que comprende 69 especies en dos familias), lanza descargas de electricidad contra presas e intrusos. Algunas de ellas pueden generar hasta 220 Voltios, suficiente para dejar sin sentido a un ser humano.

Una raya eléctrica, tras unas cuantas descargas potentes, puede tardar varios días en volver a cargar la “batería de células” que tiene bajo la piel y realizar nuevas descargas. Algunas rayas utilizan señales de bajo voltaje para localizar a sus presas. Su alimentación es a base de plancton o pequeños animales invertebrados, de ahí que sus dientes sean menos afilados que las especies fundamentalmente carnívoras. Llegan a alcanzar un peso de 90 kg y un largo de 1,5 m



Las luciérnagas y su capacidad de generar luz

Entre una de las curiosidades de la electricidad ¿sabías que? las luciérnagas son capaces de generar luz propia, esta asombrosa capacidad la logran mediante una reacción química, entre el oxígeno respirado y una sustancia llamada luciferina que tienen las luciérnagas.