autoinducción y capacidad en corriente alterna

8/19/2019 Autoinducción y Capacidad en Corriente Alterna

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AUTOINDUCCIÓN Y CAPACIDAD EN CORRIENTE ALTERNA

¿Qué es campo magnatico?Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan

acciones sobre las agujas magnéticas.Una carga en movimiento crea en el espacio que lo rodea, un campo magnético queactuara sobre otra carga también móvil, y ejercerá sobre esta última una fuerzamagnética.

Campo e !ue"#as magnéticas$as limaduras y alfileres de !ierro , dejados sobre una mesa, se mueven cuando se les

acerca un imán. Si dic!o imán se acerca a una brújula , la aguja se desv"a estas y otrasmás demuestran que el espacio alrededor del imán adquiere propiedades especiales,ya que el imán es capaz de ejercer fuerzas en su entorno, es decir, el imán crea un

campo de fuerzas. Según esto, en el campo gravitatorio la fuerza se manifiesta sobreuna masa, y en el campo eléctrico sobre una carga eléctrica. #n el campo magnéticono se dice sobre un polo magnético, sino sobre una aguja magnética o limaduras quesiempre poseen dos polos. #sto es debido a que si se parte una aguja magnética ocualquier otro imán por su l"nea neutra, se comprueba que cada una de las partes secomporta como un nuevo imán.Si se siguen subdividiendo los nuevos imanes, todos los fragmentados obtenidosactúan como un imán, con sus polos norte y sur bien diferenciados. #s decir en unimán no es posible separar dos polos magnéticos. Se puede definir el campomagnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujasmagnéticas.

La in ucci%n e&ect"omagnética es la producción de corrientes eléctricas por camposmagnéticos variables con el tiempo . #l descubrimiento por $araday y %enry de estefenómeno introdujo una cierta simetr"a en el mundo del electromagnetismo . &a'(ellconsiguió reunir en una sola teor"a los conocimientos básicos sobre la electricidad yel magnetismo . Su teor"a electromagnética predijo, antes de ser observadase'perimentalmente, la e'istencia de ondas electromagnéticas. %ertz comprobó sue'istencia e inició para la !umanidad la era de las telecomunicaciones .

#l descubrimiento, debido a )ersted, de que una corriente eléctrica produce un campomagnético estimuló la imaginación de los f"sicos de la época y multiplicó el númerode e'perimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad y el magnetismo .#n ese ambiente cient"fico pronto surgir"a la idea inversa de producir corrienteseléctricas mediante campos magnéticos. *lgunos f"sicos famosos y otros menosconocidos estuvieron cerca de demostrar e'perimentalmente que tambiénla naturaleza apostaba por tan atractiva idea. +ero fue $araday el primero en precisar en qué condiciones pod"a ser observado semejante fenómeno. * las corrienteseléctricas producidas mediante campos magnéticos $araday las llamó corrientesinducidas. esde entonces al fenómeno consistente en generar campos eléctricos a

partir de campos magnéticos variables se denomina inducción electromagnética.

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a inducción electromagnética constituye una pieza destacada en ese sistema derelaciones mutuas entre electricidad y magnetismo que se conoce con el nombrede electromagnetismo. +ero, además, se !an desarrollado un sin número deaplicaciones prácticas de este fenómeno f"sico. #l transformador que se emplea paraconectar una calculadora a la red , la dinamo de una bicicleta o el alternador de una

gran central !idroeléctrica son sólo algunos ejemplos que muestran la deuda quela sociedad actual tiene contra"da con ese modesto encuadernador convertido, mástarde, en f"sico e'perimental que fue &ic!ael $araday.-uando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de una bobinasolenoide 'A() formada por espiras de alambre de cobre , se genera de inmediatouna fuerza electromotriz '*E+ , es decir, aparece una corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producida por la /inducción magnética/ del imánen movimiento. Si al circuito de esa bobina 'A( le conectamos una segundabobina ',( a modo de carga eléctrica, la corriente al circular por esta otra bobina creaa su alrededor un /campo electromagnético/, capaz de inducir, a su vez, corriente

eléctrica en una tercera bobina.

+or ejemplo, si colocamos una tercera bobina solenoide 'C( junto a la bobina ', , sinque e'ista entre ambas ningún tipo de cone'ión ni f"sica , ni eléctrica y conectemos al

circuito de esta última un galvanómetro '- , observaremos que cuando movemos elimán por el interior de 'A , la aguja del galvanómetro se moverá indicando que por lasespiras de 'C , fluye corriente eléctrica provocada, en este caso, por la /inducciónelectromagnética/ que produce la bobina ', . #s decir, que el / campo magnético / delimán en movimiento produce /inducción magnética/ en el enrollado de la bobina ', ,mientras que el /campo electromagnético/ que crea la corriente eléctrica que fluye por el enrollado de esa segunda bobina produce /inducción electromagnética/ en unatercera bobina.

Una carga eléctrica crea un campo eléctrico. Una carga eléctrica en movimiento craademás un campo magnético. +ara e'presar la e'istencia de dos campos, diremosque la corriente eléctrica crea un campo electromagnético.

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#l electromagnetismo estudia las relaciones entre corrientes eléctricas y fenómenosmagnéticos.

a similitud que e'iste entre el comportamiento de los imanes y las cargas eléctricassugiere la posibilidad de que e'ista una relación de los fenómenos eléctricos y

magnéticos.

#n 0123 el f"sico y qu"mico %ans -!ristian )ersted, consiguió demostrar la relacióne'istente entre ellos, as" que realizo una práctica.

e esta e'periencia llego a una conclusión evidente4 un conductor por el que circulauna corriente eléctrica crea un campo magnético.

)ersted comprobó también que cuanto más grande era la intensidad de corriente,mayor era la velocidad de desviación de la aguja imantada, y el conductor, para

un valor de intensidad constante, mayor era la desviación e'perimentada por la aguja.

*&u.o +agnético$ as corrientes eléctricas producen efectos magnéticos. Una

corriente eléctrica produce un campo magnético Una pregunta que surgeen forma natural es si es posible que algún fenómeno magnético produzca también unfenómeno eléctrico. $araday 50160 descubrió que los efectos buscados aparecencomo consecuencia de la variación temporal de los campos magnéticos.

*ntes de discutir los resultados de $araday, definamos el concepto de flujo magnético.

#s el flujo magnético que atraviesa una superficie S . #l flujo magnético tiene variaspropiedades interesantes,

• #l flujo a través de una superficie cerrada cualquiera es siempre cero.

• ebido a lo anterior, el flujo a través de una superficie S abierta no depende desu forma, sino sólo de la curva que lo limita.

• #l !ec!o anterior puede !acerse e'pl"cito.

•

#'perimento de $araday4

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#n el e'perimento de $araday, al cerrar el interruptor en el circuito 7primario7, seproduce una corriente en el secundario. *l cabo de un tiempo , la corriente cesa. Sientonces se abre el interruptor, vuelve a aparecer corriente en el secundario, la cualnuevamente cesa al cabo de un tiempo breve. #s importante recalcar quelos circuitos primario y secundario se !allan f"sicamente separados 5no !ay contactoeléctrico entre ellos .

os resultados del e'perimento de $araday 5y muc!os otros se pueden entender entérminos de una nueva ley e'perimental, que se conoce como la ley de $araday8 enz4

a variación temporal del flujo magnético enlazado por un circuito, induce en éste una7fem7 .

Le/ e Len#$

#l sentido de la 7fem7 inducida es tal que siempre tiende a oponerse a la variación delflujo magnético 5lo cual e'plica el signo 58 .

a variación temporal del flujo magnético enlazado por un circuito puede deberse avarias causas, entre las cuales se puede mencionar4

• 9ariación temporal de,

• #l circuito se mueve.

• #l circuito se deforma.

+or supuesto, una combinación de las causas anteriores también producirá variacióndel flujo. )bservemos también que la ey de $araday es una ley e'perimental, que nopuede deducirse,8en su forma general, de ningún otro !ec!o previamente conocido.

:ecordemos a!ora que la 7fem7 de un circuito C se define como, en que este campo

eléctrico no es un campo electrostático.

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Sentido de -orrientes ;nducidas4

*unque la ley de $araday8%enry, a través de su signo negativo, establece una

diferencia entre las corrientes inducidas por un aumento del flujo magnético y las queresultan de una disminución de dic!a magnitud, no e'plica este fenómeno. enz50


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del secundario, el voltaje de la corriente aumenta, mientras que, si es superior, elvoltaje disminuye.

autoinducción y capacidad en corriente alterna

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