MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD <br />ESTUDIANTE:ALEYDA CAROLINA CORTÉS POSADA<br />DOCENTE:LUCY PIEDAD MOSQUERA PEREA<br />10-1...
magnetismo y electricidad<br />
Magnetismo<br />
¿Qué es magnetismo?<br />
Historia<br />
Es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algun...
Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad...
El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes, hasta que en 1820, Hans Christian Ørsted, profesor de la ...
Breve explicación del                                                      magnetismo <br />
Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán (véase Momento dipolar magnético electrónico). Ordinariamente, innume...
Campos y fuerzas magnéticas<br />
El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético ...
         donde es la carga eléctrica de la partícula, <br />es el vector velocidad de la partícula y <br />    es el campo...
Dipolos magnéticos<br />
    Orientación de los dipolos<br />
Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la naturaleza, un dipolo. Éste tiene un "polo sur" y un "polo nort...
Dipolos magnéticos atómicos<br />
La causa física del magnetismo en los cuerpos, distinto a la corriente eléctrica, es por los dipolos atómicos magnéticos. ...
La diferencia en la configuración de los electrones en varios elementos determina la naturaleza y magnitud de los momentos...
Clasificación de los materiales magnéticos<br />
Tipos de materiales magnéticos<br />
Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos, siendo los principales el ferromagnetismo, el diama...
Electromagnetos<br />
Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro. Este tipo d...
La corriente eléctrica está definida por convenio en el sentido contrario al desplazamiento de los electrones.<br />
Magnetos temporales                   y         permanentes<br />
Un imán permanente conserva su magnetismo sin un campo magnético exterior, mientras que un imán temporal sólo es magnético...
Unidades<br />
Unidades del SI relacionadas con el magnetismo<br />Tesla [T] = unidad de campo magnético.<br />Weber [Wb] = unidad de flu...
Funcionalidad del magnetismo<br />
El campo magnético es la zona donde actúan las propiedades magnéticas de un objeto imantado, ya sea natural o artificialme...
La electricidad<br />
Es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos,...
Historia<br />
La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuic...
El alumbrado artificial modificó la duración y distribución horaria de las actividades individuales y sociales, de los pro...
Electrostática y electrodinámicaLa electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos resultantes de la dist...
Carga eléctrica<br />Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.<br />La carga eléctrica es una propiedad q...
Los trabajos de investigación realizados en la segunda mitad del siglo XIX por el premio Nobel de Física Joseph John Thomp...
Importancia<br />Este avión está, diseñado por la NASA y AeroVironment, convierte energía solar en energía mecánica para v...
La electricidad, junto con el vapor, ha sido un gran agente de transformación en la industria y en el comercio. A fines de...
Más tarde se inventó la telefonía sin hilos, que no tardó en industrializarse y ser usada en la vida diaria, disminuyendo ...
Funcionalidad de la electricidad<br />
Funciona de la siguiente manera: Hay un elemento que se conoce como intensidad (amper) el cual necesita una fuerza(volt)qu...
Algunos Científicos importantes en la electricidad y magnetismo<br />
Tales de Mileto<br />Primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo .<br /> La primera referencia a este fenómeno ...
Shen Kua<br />Científico (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación e...
Hans Christian Ørsted<br />Profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulab...
Michael Faraday<br />Carl Friedrich Gauss<br />André-Marie Ampère<br />Encontraron vínculos vínculos entre el magnetismo y...
                                  <br />William Gilbert <br />En el siglo XVII, William Gilbert utilizó los estudios siste...
Otto von Guericke<br /> Incursionó en las investigaciones sobre electrostática. Observó que se producía una repulsión entr...
Henry Cavendish<br />Fue uno de los fundadores de la moderna ciencia de la electricidad, aunque gran parte de sus trabajos...
Charles Francois de Cisternay du Fay<br />Aún sin tener una formación científica Du Fay pronto destacó en sus experimentos...
Peter van Musschenbroek<br />Realizó varios experimentos sobre la electricidad. Uno de ellos llegó a ser famoso: se propus...
Benjamín Franklin<br />A partir de 1747 se dedicó principalmente al estudio de los fenómenos eléctricos. Enunció el Princi...
James Clerk Maxwell<br />Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo<br />
Michael Faraday<br />Relacionó el magnetismo con la electricidad<br />
MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD<br />magnetismo<br />Electricidad<br />es<br />es<br />es un fenómeno por el que los materiales ...
La brújula.
En  el diseño de todos los motores y generadores, y electroimanes </li></ul>-En las fábricas<br /><ul><li>En el transporte
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Magnetismo y electricidad aleyda carolina cortés posada 10 1

  1. 1. MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD <br />ESTUDIANTE:ALEYDA CAROLINA CORTÉS POSADA<br />DOCENTE:LUCY PIEDAD MOSQUERA PEREA<br />10-1<br />INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO GUATIQUIA INFORMÁTICA V/CIO-META2011<br />
  2. 2. magnetismo y electricidad<br />
  3. 3. Magnetismo<br />
  4. 4. ¿Qué es magnetismo?<br />
  5. 5. Historia<br />
  6. 6. Es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influídos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.<br />El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.<br />
  7. 7. Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales.<br />El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por éste».La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».<br />El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación. Alexander Neckham fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187.<br />
  8. 8. El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes, hasta que en 1820, Hans Christian Ørsted, profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente ejercía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética situada en ese entorno. Muchos otros experimentos siguieron con André-Marie Ampère,Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros que encontraron vínculos entre el magnetismo y la electricidad. James Clerk Maxwell sintetizó y explicó estas observaciones en sus ecuaciones de Maxwell. Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo. En 1905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la relatividad especial, en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo estaban fundamentalmente vinculadas.<br />El electromagnetismo continuó desarrollándose en el siglo XX, siendo incorporado en las teorías más fundamentales, como la teoría de campo de gauge, electrodinámica cuántica, teoría electro débil y, finalmente, en el modelo estándar.<br />
  9. 9. Breve explicación del magnetismo <br />
  10. 10. Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán (véase Momento dipolar magnético electrónico). Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén orientados.<br />Además del campo magnético intrínseco del electrón, algunas veces hay que contar también con el campo magnético debido al movimiento orbital del electrón alrededor del núcleo. Este efecto es análogo al campo generado por una corriente eléctrica que circula por una bobina (ver dipolo magnético). De nuevo, en general el movimiento de los electrones no da lugar a un campo magnético en el material, pero en ciertas condiciones los movimientos pueden alinearse y producir un campo magnético total medible.<br />El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del material y, particularmente, de la configuración electrónica.<br />
  11. 11. Campos y fuerzas magnéticas<br />
  12. 12. El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.<br />Para una aproximación excelente (pero ignorando algunos efectos cuánticos, véase electrodinámica cuántica) las ecuaciones de Maxwell (que simplifican la ley de Biot-Savart en el caso de corriente constante) describen el origen y el comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se observa siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas también aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, p.e. del spin de la mecánica cuántica.<br />La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en una corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos) son también situaciones en que el campo magnético causa sus efectos creando una fuerza. Cuando una partícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce una fuerza F dado por el producto cruz:<br />
  13. 13. donde es la carga eléctrica de la partícula, <br />es el vector velocidad de la partícula y <br /> es el campo magnético. Debido a que esto es un producto cruz, la fuerza es perpendicular al movimiento de la partícula y al campo magnético.<br /> La fuerza magnética no realiza trabajo mecánico en la partícula, esto cambiaría la dirección del movimiento de ésta, pero esto no causa su aumento o disminución de la velocidad. La magnitud de la fuerza es :<br /> donde <br />es el ángulo entre los vectores <br />:<br />Una herramienta para determinar la dirección del vector velocidad de una carga en movimiento, es siguiendo la ley de la mano derecha.<br />El físico alemán Huiriche Lenz formuló lo que ahora se denomina la ley de Lenz, ésta da una dirección de la fuerza electromotriz (fem) y la corriente resultante de una inducción electromagnética.<br />
  14. 14. Dipolos magnéticos<br />
  15. 15. Orientación de los dipolos<br />
  16. 16. Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la naturaleza, un dipolo. Éste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres se deben a que antes se usaban los magnetos como brújulas, que interactuaban con el campo magnético terrestre para indicar el norte y el sur del globo.<br />Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se estabilizan con configuraciones de menor energía. Por lo tanto, cuando se encuentra en un campo magnético, un dipolo magnético tiende a alinearse sólo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible y disminuye la energía recolectada en el campo al mínimo. Por ejemplo, dos barras magnéticas idénticas pueden estar una a lado de otra normalmente alineadas de norte a sur, resultando en un campo magnético más pequeño y resiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma dirección. La energía requerida para reorientarlos en esa configuración es entonces recolectada en el campo magnético resultante, que es el doble de la magnitud del campo de un magneto individual (esto es porque un magneto usado como brújula interactúa con el campo magnético terrestre para indicar Norte y Sur).<br />Una alternativa formulada, equivalente, que es fácil de aplicar pero ofrece una menor visión, es que un dipolo magnético en un campo magnético experimenta un momento de un par de fuerzas y una fuerza que pueda ser expresada en términos de un campo y de la magnitud del dipolo (p.e. sería el momento magnético dipolar). <br />
  17. 17. Dipolos magnéticos atómicos<br />
  18. 18. La causa física del magnetismo en los cuerpos, distinto a la corriente eléctrica, es por los dipolos atómicos magnéticos. Dipolos magnéticos o momentos magnéticos, en escala atómica, resultan de dos tipos diferentes del movimiento de electrones. El primero es el movimiento orbital del electrón sobre su núcleo atómico; este movimiento puede ser considerado como una corriente de bucles, resultando en el momento dipolar magnético del orbital. La segunda, más fuerte, fuente de momento electrónico magnético, es debido a las propiedades cuánticas llamadas momento de spin del dipolo magnético (aunque la teoría mecánica cuántica actual dice que los electrones no giran físicamente, ni orbitan el núcleo).<br />El momento magnético general de un átomo es la suma neta de todos los momentos magnéticos de los electrones individuales. Por la tendencia de los dipolos magnéticos a oponerse entre ellos se reduce la energía neta. En un átomo los momentos magnéticos opuestos de algunos pares de electrones se cancelan entre ellos, ambos en un movimiento orbital y en momentos magnéticos de espín. Así, en el caso de un átomo con orbitales electrónicos o suborbitales electrónicos completamente llenos, el momento magnético normalmente se cancela completamente y solo los átomos con orbitales electrónicos semillenos tienen un momento magnético. Su fuerza depende del número de electrones impares.<br />
  19. 19. La diferencia en la configuración de los electrones en varios elementos determina la naturaleza y magnitud de los momentos atómicos magnéticos, lo que a su vez determina la diferencia entre las propiedades magnéticas de varios materiales. Existen muchas formas de comportamiento magnético o tipos de magnetismo: el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo; esto se debe precisamente a las propiedades magnéticas de los materiales, por eso se ha estipulado una clasificación respectiva de estos, según su comportamiento ante un campo magnético inducido, como sigue:<br /> -Clasificación de los materiales magnéticos<br />
  20. 20. Clasificación de los materiales magnéticos<br />
  21. 21.
  22. 22. Tipos de materiales magnéticos<br />
  23. 23. Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos, siendo los principales el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo.<br />En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomo es tal, que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sin embargo, si el material se introduce en un campo inducido, la sustancia adquiere una imantación débil y en el sentido opuesto al campo inductor.<br />Si se sitúa una barra de material diamagnético en el interior de un campo magnético uniforme e intenso, esta se dispone transversalmente respecto de aquel.<br />Los materiales paramagnéticos no presentan la anulación global de efectos magnéticos, por lo que cada átomo que los constituye actúa como un pequeño imán. Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general, arbitraria, y el efecto global se anula.<br />Asimismo, si el material paramagnético se somete a la acción de un campo magnético inductor, el campo magnético inducido en dicha sustancia se orienta en el sentido del campo magnético inductor.<br />Esto hace que una barra de material paramagnético suspendida libremente en el seno de un campo inductor se alinee con este.<br />El magnetismo inducido, aunque débil, es suficiente intenso como para imponer al efecto magnético. Para comparar los tres tipos de magnetismo se emplea la razón entre el campo magnético inducido y el inductor.<br />La rama de la química que estudia las sustancias de propiedades magnéticas interesantes es la magneto química.<br />
  24. 24. Electromagnetos<br />
  25. 25. Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes grúas para levantar chatarra de automóviles.<br />Para el caso de corriente eléctrica se desplazan a través de un cable, el campo resultante se dirige de acuerdo con la "regla de la mano derecha." Si la mano derecha se utiliza como un modelo, y el pulgar de la mano derecha a lo largo del cable de positivo hacia el lado negativo ( "convencional actual", a la inversa de la dirección del movimiento real de los electrones), entonces el campo magnético hace una recapitulación de todo el cable en la dirección indicada por los dedos de la mano derecha. Como puede observarse geométricamente, en caso de un bucle o hélice de cable, está formado de tal manera que el actual es viajar en un círculo, a continuación, todas las líneas de campo en el centro del bucle se dirigen a la misma dirección, lo que arroja un 'magnética dipolo ' cuya fuerza depende de la actual en todo el bucle, o el actual en la hélice multiplicado por el número de vueltas de alambre. En el caso de ese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la dirección del flujo de corriente convencional (es decir, el positivo y el negativo, la dirección opuesta al flujo real de los electrones), el pulgar apuntará en la dirección correspondiente al polo norte del dipolo. --><br />
  26. 26. La corriente eléctrica está definida por convenio en el sentido contrario al desplazamiento de los electrones.<br />
  27. 27. Magnetos temporales y permanentes<br />
  28. 28. Un imán permanente conserva su magnetismo sin un campo magnético exterior, mientras que un imán temporal sólo es magnético, siempre que esté situado en otro campo magnético. Inducir el magnetismo del acero en los resultados en un imán de hierro, pierde su magnetismo cuando la inducción de campo se retira. Un imán temporal como el hierro es un material adecuado para los electroimanes. Los imanes son hechos por acariciar con otro imán, la grabación, mientras que fija en un campo magnético opuesto dentro de una solenoide bobina, se suministra con una corriente directa. Un imán permanente puede ser la remoción de los imanes de someter a la calefacción, fuertes golpes, o colocarlo dentro de un solenoide se suministra con una reducción de corriente alterna.<br />
  29. 29. Unidades<br />
  30. 30. Unidades del SI relacionadas con el magnetismo<br />Tesla [T] = unidad de campo magnético.<br />Weber [Wb] = unidad de flujo magnético.<br />Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos.<br />Otras unidades<br />Gauss, abreviado como G, es la unidad CGS de inducción magnética (B). <br />Oersted, es la unidad CGS de campo magnético. <br />Maxwell, es la unidad CGS de flujo magnético. <br />
  31. 31. Funcionalidad del magnetismo<br />
  32. 32. El campo magnético es la zona donde actúan las propiedades magnéticas de un objeto imantado, ya sea natural o artificialmenteComo es bien sabido, el magnetismo actúa atrayendo los objetos metálicosLos campos magnéticos tienen dos polos, el norte y el surLos polos del mismo nombre se repelen y los de nombre contrario se atraen. Así si el objeto metálico atraído también tiene campo magnético, si sus polos son idénticos se repelerán, atrayéndose en caso contrarioEsta facultad se emplea, entre otros casos, para la fabricación de motores eléctricos, los cuales constan de un imán fijo y una bobina de hilo de cobre por la que se hace pasar una corriente eléctricaLa corriente eléctrica crea un campo magnético propio, el cual, al intercalarse adecuadamente con el campo magnético del imán fijo produce el movimiento de la pieza que se haya determinado que así lo haga.<br />
  33. 33. La electricidad<br />
  34. 34. Es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte). Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y de todos los dispositivos electrónicos. Además es esencial para la producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro.<br />También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción —fenómeno que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica— se ha convertido en una de las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.<br />La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que en condiciones normales no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y las desintegraciones radiactivas.<br />
  35. 35. Historia<br />
  36. 36. La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuiciones médicas, como el uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza, u objetos arqueológicos de interpretación discutible (la batería de Bagdad).Tales de Mileto fue el primero en observar los fenómenos eléctricos cuando, al frotar una barra de ámbar con un paño, notó que la barra podía atraer objetos livianos.<br />Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert, von Guericke, Henry Cavendish, Du Fay, van Musschenbroek y Watson. Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani, Volta, Coulomb y Franklin, y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère, Faraday y Ohm. No obstante, el desarrollo de una teoría que unificara la electricidad con el magnetismo como dos manifestaciones de un mismo fenómeno no se alcanzó hasta la formulación de las ecuaciones de Maxwell (1861-1865).<br />Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Su primera aplicación práctica generalizada fue el telégrafo eléctrico de Samuel Morse (1833), que revolucionó las telecomunicaciones. La generación masiva de electricidad comenzó cuando, a fines del siglo XIX, se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. Más que de grandes teóricos, como Lord Kelvin, fue éste el momento de grandes inventores como Gramme, Westinghouse, von Siemens y Alexander Graham Bell. Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison, cuya revolucionaria manera de entender la relación entre investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial. Tesla, un inventor serbio-americano, descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, que es la base de la maquinaria de corriente alterna. También inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía a la sociedad moderna.<br />
  37. 37. El alumbrado artificial modificó la duración y distribución horaria de las actividades individuales y sociales, de los procesos industriales, del transporte y de las telecomunicaciones. Lenin definió el socialismo como la suma de la electrificación y el poder de los soviets.La sociedad de consumo que se creó en los países capitalistas dependió (y depende) en gran medida del uso doméstico de la electricidad.<br />El desarrollo de la mecánica cuántica durante la primera mitad del siglo XX sentó las bases para la comprensión del comportamiento de los electrones en los diferentes materiales. Estos saberes, combinados con las tecnologías desarrolladas para las transmisiones de radio, permitieron el desarrollo de la electrónica, que alcanzaría su auge con la invención del transistor. El perfeccionamiento, la miniaturización, el aumento de velocidad y la disminución de costo de las computadoras durante la segunda mitad del siglo XX fue posible gracias al buen conocimiento de las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores. Esto fue esencial para la conformación de la sociedad de la información de la tercera revolución industrial, comparable en importancia con la generalización del uso de los automóviles.<br />Los problemas de almacenamiento de electricidad, su transporte a largas distancias y la autonomía de los aparatos móviles alimentados por electricidad todavía no han sido resueltos de forma eficiente. Asimismo, la multiplicación de todo tipo de aplicaciones prácticas de la electricidad ha sido —junto con la proliferación de los motores alimentados con destilados del petróleo— uno de los factores de la crisis energética de comienzos del siglo XXI. Esto ha planteado la necesidad de nuevas fuentes de energía, especialmente las renovables.<br />
  38. 38. Electrostática y electrodinámicaLa electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos resultantes de la distribución de cargas eléctricas en reposo, esto es, del campo electrostático. Los fenómenos electrostáticos son conocidos desde la antigüedad. Los griegos del siglo V a. C. ya sabían que al frotar ciertos objetos estos adquirían la propiedad de atraer cuerpos livianos. En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado donde cuantificaba las fuerzas de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y describía, por primera vez, cómo medirlas usando una balanza de torsión. Esta ley se conoce en su honor con el nombre de ley de Coulomb.Durante el siglo XIX se generalizaron las ideas de Coulomb, se introdujo el concepto de campo eléctrico y potencial eléctrico, y se formuló la ecuación de Laplace, que determina el potencial eléctrico en el caso electrostático. Se produjeron también avances significativos en la electrodinámica, que estudia los fenómenos eléctricos producidos por cargas en movimiento. En estos fenómenos aparecen asimismo campos magnéticos, que pueden ser ignorados en el caso de circuitos con corriente eléctrica estacionaria, pero deben ser tomados en cuenta en el caso de circuitos de corriente alterna.Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y del magnetismo en un sistema de cuatro ecuaciones en derivadas parciales conocidas como ecuaciones de Maxwell. Con ellas se desarrolló el estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos, mostrando que ambos tipos son manifestaciones del único fenómeno del electromagnetismo, que incluía también a las ondas electromagnéticas.<br />Benjamín Franklin <br />Haciendo un experimento con un rayo, que no es otra cosa que un fenómeno electrostático macroscópico.<br />
  39. 39. Carga eléctrica<br />Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.<br />La carga eléctrica es una propiedad que poseen algunas partículas subatómicas y que se manifiesta mediante las fuerzas observadas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos <br />electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro interacciones fundamentales, la interacción electromagnética. La partícula que transporta la información de estas interacciones es el fotón. Estas fuerzas son de alcance infinito y no se manifiestan de forma inmediata, sino que tardan un tiempo ,donde c es la velocidad de la luz <br />en el medio en el que se transmite y d la distancia entre las cargas.<br />Las dos partículas elementales cargadas que existen en la materia y que se encuentran de forma natural en la Tierra son el electrón y el protón, aunque pueden encontrarse otras partículas cargadas procedentes del exterior (como los muones o los piones). Todos los hadrones (como el protón y el neutrón) además, están constituidos por partículas cargadas más pequeñas llamadas quarks, sin embargo estas no pueden encontrarse libres en la naturaleza.<br />Cuando un átomo gana o pierde un electrón, queda cargado eléctricamente. A estos átomos cargados se les denomina iones.<br />
  40. 40. Los trabajos de investigación realizados en la segunda mitad del siglo XIX por el premio Nobel de Física Joseph John Thompson, que le llevaron en 1897 a descubrir el electrón, y de Robert Millikan a medir su carga, determinaron la naturaleza discreta de la carga eléctrica.<br />En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C) y se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio. Se corresponde con la carga de 6,24 × 1018 electrones aproximadamente. La carga más pequeña que se encuentra en la naturaleza es la carga del electrón (que es igual en magnitud a la del protón y, de signo opuesto): e = 1,602 × 10-19 C (1 eV en unidades naturales).<br />
  41. 41. Importancia<br />Este avión está, diseñado por la NASA y AeroVironment, convierte energía solar en energía mecánica para volar como un aeroplano, usando la electricidad.<br />El avión está diseñado para moverse a unos 30 km de altura, a una velocidad de 40 km/h. Tiene un peso de 700 kg, incluyendo unos 100 kg de carga útil. Se cree que podrá sustituir a los satélites en muchas aplicaciones (teledetección y telecomunicaciones).<br />
  42. 42. La electricidad, junto con el vapor, ha sido un gran agente de transformación en la industria y en el comercio. A fines del siglo XIX se transformó en una fuente de luz, de calor y de fuerza motriz, dando origen, junto con el empleo del petróleo, a un impulso de la industria tan considerable que se ha dicho que en la última parte del siglo XIX, el mundo experimentó una segunda revolución industrial.<br />El invento de la dínamo-eléctrica, que transforma el trabajo mecánico en energía eléctrica, fue el acontecimiento más importante. Poco después se combinó esto con el aprovechamiento de las caídas de agua (energía hidroeléctrica).<br />La electricidad ha hecho posible el telégrafo (1833), después el teléfono (1876) y, posteriormente, la telegrafía y la telefonía sin hilos, con la trasmisión de la palabra. El sabio alemán Gauss sacó de los descubrimientos teóricos de Ampere y de Aragó la telegrafía eléctrica. El primer aparato práctico fue construido en Estados Unidos por Morse; el aparato y su alfabeto todavía son de uso universal. El teléfono fue inventado por el francés Bourseul, un empleado de telégrafos; pero no fue utilizado, sino mucho más tarde (1876), gracias al norteamericano Graham Bell. <br />Desde 1836 Inglaterra y Estados Unidos empezaron a construir su red telegráfica.<br />
  43. 43. Más tarde se inventó la telefonía sin hilos, que no tardó en industrializarse y ser usada en la vida diaria, disminuyendo las distancias y poniendo rápidamente en comunicación a todas las personas de nuestro planeta.<br />Y suma y sigue.<br />Resultaría monumental la tarea de seguir describiendo los avances hasta el momento en materia de electricidad o de sus posteriores aplicaciones tecnológicas. Pero no sería exagerar si dijéramos que la civilización actual volvería a un estado primitivo de no existir el conocimiento de esta forma de energía. Imagine su propia vida sin electricidad. Desde ya no habría luz eléctrica, ni teléfono o cualquier modo de comunicación a distancia que no sea la imprenta. No habría computadoras, ni cine. Tampoco automóviles porque para ello se necesitó del paso de la pistola de Volta, precursor de las bujías. La medicina retrocedería a sus orígenes, sin rayos X, resonancia magnética, ecografías, etc. El mundo de la alimentación sufriría un gran embate sin la refrigeración. Sin satélites de comunicación ni computadoras la meteorología sería incapaz de predecir huracanes o fenómenos como la Corriente del Niño. Si no hay automóviles, tampoco habrá máquinas de construcción. ¿Habría edificios, puentes, túneles? Tal vez muy pocos. Es verdad, no tendríamos que vernos con los problemas que acarrearon estos avances. ¿Pero, a qué precio?<br />Imagine un mundo así. No se trata de ver si ese mundo sería mejor o peor, eso es muy difícil de evaluar, tan solo se trata de notar la diferencia. <br />
  44. 44. Funcionalidad de la electricidad<br />
  45. 45. Funciona de la siguiente manera: Hay un elemento que se conoce como intensidad (amper) el cual necesita una fuerza(volt)que la mueva a través de un conductor eléctrico comúnmente se utiliza el cobre ya que opone menos resistencia(ohm) así es posible transportar la energía eléctrica. También se puede utilizar el aluminio como conductor eléctrico el cual opone más resistencia al paso de los ampares que el cobre, este tipo de conductor se utiliza en medida a la tensión por su bajo costo y por ser liviana, el oro y la plata son los metales que oponen una nula resistencia pero los costos para utilizarlos son millonarios.<br />Desde la física funciona a través de interruptores los electrones y los protones se juntan y forman una corriente magnética. <br />
  46. 46. Algunos Científicos importantes en la electricidad y magnetismo<br />
  47. 47. Tales de Mileto<br />Primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo .<br /> La primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por éste».<br />
  48. 48. Shen Kua<br />Científico (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto<br />
  49. 49. Hans Christian Ørsted<br />Profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente ejercía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética situada en ese entorno.<br />
  50. 50. Michael Faraday<br />Carl Friedrich Gauss<br />André-Marie Ampère<br />Encontraron vínculos vínculos entre el magnetismo y la electricidad<br />
  51. 51.                                   <br />William Gilbert <br />En el siglo XVII, William Gilbert utilizó los estudios sistemáticos acerca de las características de los imanes. Observó que la máxima atracción ejercida por los imanes sobre trozos de hierro se realiza en las llamadas "polos de imán".<br />
  52. 52. Otto von Guericke<br /> Incursionó en las investigaciones sobre electrostática. Observó que se producía una repulsión entre cuerpos electrizados luego de haber sido atraídos. Ideó la primera máquina electrostática y sacó chispas de un globo hecho de azufre, lo cual le llevó a especular sobre la naturaleza eléctrica de los relámpagos.<br />
  53. 53. Henry Cavendish<br />Fue uno de los fundadores de la moderna ciencia de la electricidad, aunque gran parte de sus trabajos permanecieron ignorados durante un siglo. Propuso la ley de atracción entre cargas eléctricas (ley de Coulomb) y utilizó el concepto de potencial eléctrico. El excéntrico Cavendish no contaba con los instrumentos adecuados para sus investigaciones, así que medía la fuerza de una corriente eléctrica de una forma directa: se sometía a ella y calculaba su intensidad por el dolor.<br />
  54. 54. Charles Francois de Cisternay du Fay<br />Aún sin tener una formación científica Du Fay pronto destacó en sus experimentos sobre la electricidad al enterarse de los trabajos de Stephen Gray, dedicó su vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Publicó sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificar la existencia de dos tipos de cargas eléctricas (las denominadas hoy en día positiva y negativa), que él denominó carga vítrea y carga resinosa, debido a que ambas se manifestaban: de una forma al frotar, con un paño de seda, el vidrio (carga positiva) y de forma distinta al frotar, con una piel, algunas substancias resinosas como el ámbar o la goma, (carga negativa).<br />
  55. 55. Peter van Musschenbroek<br />Realizó varios experimentos sobre la electricidad. Uno de ellos llegó a ser famoso: se propuso investigar si el agua encerrada en un recipiente podía conservar cargas eléctricas. Durante esta experiencia unos de sus asistentes, cogió la botella y recibió una fuerte descarga eléctrica. De esta manera fue descubierta la botella de Leyden y la base de los actuales condensadores.<br />
  56. 56. Benjamín Franklin<br />A partir de 1747 se dedicó principalmente al estudio de los fenómenos eléctricos. Enunció el Principio de conservación de la electricidad. De sus estudios nace su obra científica más destacada, Experimentos y observaciones sobre electricidad. En 1752 lleva a cabo en Filadelfia su famoso experimento con la cometa. Ató una cometa con esqueleto de metal a un hilo de seda, en cuyo extremo llevaba una llave también metálica. Haciéndola volar un día de tormenta , confirmó que la llave se cargaba de electricidad, demostrando así que las nubes están cargadas de electricidad y los rayos son descargas eléctricas. Gracias a este experimento creó su más famoso invento, el pararrayos. A partir de ahí, se instalaron por todo el estado (había ya 400 en 1782), llegando a Europa en la década de los '60. Presentó la teoría del fluido único (ésta afirmaba que cualquier fenómeno eléctrico era causado por un fluido eléctrico, la "electricidad positiva", mientras que la ausencia del mismo podía considerarse "electricidad negativa") para explicar los dos tipos de electricidad atmosférica a partir de la observación del comportamiento de las varillas de ámbar, o del conductor eléctrico, entre otros.<br />
  57. 57. James Clerk Maxwell<br />Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo<br />
  58. 58. Michael Faraday<br />Relacionó el magnetismo con la electricidad<br />
  59. 59. MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD<br />magnetismo<br />Electricidad<br />es<br />es<br />es un fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión a otros materiales.<br />es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.<br />aplicabilidad<br />aplicabilidad<br />-En las bolsas de mujeres(brochecitos) <br />-En las bocinas desde el audífonos hasta bafles.<br />-En los timbres de casa<br />-En celulares que abren y cierran<br /><ul><li>Detectores de billetes falsos, cintas magnéticas para tickets del metro, para tarjetas de crédito.
  60. 60. La brújula.
  61. 61. En el diseño de todos los motores y generadores, y electroimanes </li></ul>-En las fábricas<br /><ul><li>En el transporte
  62. 62. - En la agricultura
  63. 63. En los hogares
  64. 64. - En medicina
  65. 65. En el comercio</li></li></ul><li>Electromagnetismo<br />
  66. 66. El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.<br />El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.<br />El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.<br />

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