viernes, 7 de junio de 2013

LOS FENOMENOS ELECTROMAGNETICOS Y SU IMPORTANCIA

Electromagnetismo

 

El Electromagnetismo es una de los cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza. Los otros tres son los fuerte interacción, La interacción débil y gravitación. El electromagnetismo es la fuerza que causa la interacción entre las partículas cargadas eléctricamente, las áreas en las que esto ocurre se llaman los campos electromagnéticos.

El electromagnetismo es responsable de prácticamente todos los fenómenos relacionados con la vida diaria, con la excepción de la gravedad. La materia ordinaria toma su forma como resultado de las fuerzas intermoleculares entre los distintos moléculas en la materia. El electromagnetismo es también la fuerza que tiene electrones y protones juntos dentro de átomos, Que son los componentes básicos de moléculas. Esto rige los procesos involucrados en química, Que surgen de las interacciones entre el electrones que orbitan los átomos.
El electromagnetismo se manifiesta como dos los campos eléctricos y los campos magnéticos. Ambos campos son simplemente diferentes aspectos del electromagnetismo, y por lo tanto están relacionados intrínsecamente. Por lo tanto, un campo eléctrico variable genera un campo magnético, por el contrario un campo magnético variable genera un campo eléctrico. Este efecto se llama la INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA, Y es la base de operación para generadores eléctricos, motores de inducción, Y transformadores. Matemáticamente hablando, campos magnéticos y campos eléctricos son convertibles con movimiento relativo como cuatro vectores.
Campo eléctrico son la causa de varios fenómenos comunes, como potencial eléctrico  y corriente eléctrica . Los campos magnéticos son la causa de la fuerza asociada con imanes. 

El mecanismo de cómo se producía electricidad en la pila de Volta no fue conocido hasta bastantes años después. Sin embargo, ello no impidió que en 1820 Hans Christian Oesterd (1777 – 1851) realizara un experimento demostrando que el paso de una corriente eléctrica por un conductor cambiaba la dirección de una aguja magnética cercana al mismo. Los polos de la aguja magnética no eran repelidos ni atraídos por la corriente sino que  se orientaban en una dirección perpendicular al paso de la corriente. El experimento de Oesterd fue el primer experimento que estableció una conexión entre la electricidad y el magnetismo y por tanto fue considerado como el principio del electromagnetismo. Fue, no obstante, André Marie Ampere (1775 – 1836) quién desarrolló la teoría necesaria para entender los experimentos de Oesterd y otros similares desarrollados por el mismo. Su teoría  fue considerada como los “Principia” de la Electrodinámica.

 

El químico y físico inglés Michael Faraday  fue convencido por su amigo Richard Phillips, para interesarse en el experimento de Oesterd y así comenzó su investigación en electromagnetismo. El día 29 de agosto de 1831, Faraday descubrió experimentalmente  el fenómeno de la inducción electromagnética. En fechas anteriores todos sus intentos resultaron fallidos pero en dicho día no. Tomó un anillo de hierro y en una de sus mitades enrolló un hilo debidamente aislado, la bobina A de la Figura, que conectó a una batería. En la otra mitad enrolló un segundo hilo, la bobina B de la Figura,  que conectó a un galvanómetro.

 

Faraday observó que cuando apagaba la corriente en A, creyendo que el experimento no había tenido éxito, el galvanómetro conectado a la bobina B, detectaba el pulso de corriente. Con más cuidado, observó que el paso de corriente de manera continua por A no producía ninguna corriente en B. Se dio cuenta que solo se producía corriente en B cuando se iniciaba o cesaba la corriente en A.

 

Poco después de este experimento, Faraday demostró que si introducía un imán dentro de una bobina se producía una corriente transitoria. Análogamente si en vez de meter el imán lo sacaba, se producía una corriente pero esta vez de sentido contrario al obtenido  cuando se introducía. Si el imán permanecía dentro de la bobina sin moverse, no se producía corriente. Resultaba claro que para producir una corriente el imán tenía que moverse en relación al carrete o bobina. 

Aplicaciones del electromagnetismo.

Tiene múltiples aplicaciones, puesto que aparece cuando hay corriente eléctrica y desaparece cuando cesa la corriente eléctrica. 

Alguna de las aplicaciones del electromagnetismo 

son las siguientes:


· Electroimán.


Es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.

En 1819, el físico danes Hans Christian Ørsted descubrió que una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un efecto magnético que puede ser detectado con la ayuda de una brújula. Basado en sus observaciones, el electricista británico William Sturgeon inventó el electroimán en 1825. El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una batería. Sturgeon podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.


· Relé.

Es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. 
· Alternador.

Es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética.
· Dinamo y motor de corriente continua. 

Una dinamo es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua.

· Transformador.

Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, es igual a la que se obtiene a la salida.

Composición y descomposición de la luz blanca

La luz blanca es la suma de las vibraciones electromagnéticas con longitudes de onda de 350 a 750 nanómetros, se forma por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos. La luz es partícula y onda, Newton logró descomponerla en sus colores espectrales por medio de un prisma. 


La luz se comporta como materia y como onda. La energía del Sol llega a la Tierra en forma de ondas.

La óptica estudia el comportamiento de la luz. La luz viaja en línea recta por eso nuestros ojos perciben las imágenes de forma invertida. 


En el arcoiris se descompone la luz blanca en sus distintos colores. 


La luz se refleja y por eso podemos ver incluso a los objetos que no emiten luz propia. Observa los siguientes vídeos sobre descomposición de la luz.

 

Isaac Newton estudio los fenómenosluminosos y en uno de ellos propuso unmodelo en el que la luz se componía departículas diminutas que viajan a granvelocidad y otro en el que la luz blancaestá compuesta por varios colores.

Espectro visible

Se le llama un espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.

 

Espectro electromagnético : rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles, desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna hasta los rayos gamma.
Velocidad las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío con una velocidad
Frecuencia: las ondas electromagnéticas tienen una gran rango de frecuencia que van de Región del espectro Intervalo de frecuencias (Hz) Radio-microondas 0-3.0·10 12 Infrarrojo 3.0·1012-4.6·10 14 Luz visible 4.6·1014-7.5·10 14 Ultravioleta 7.5·1014-6.0·10 16 Rayos X 6.0·1016-1.0·10 20 Radiación gamma 1.0·1020-....
Longitud de onda: las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta, las  frecuencias  inferiores  tienen ondas más largas. Hay longitudes de onda que van desde  2nm  a  2500 nm. 

LA LUZ COMO  ONDA Y COMO PARTÍCULA 
Existen muchos tipos de ondas. En 1873, James Clerk Maxwell propuso que la luz visible se compone de ondas electromagnéticas, entonces una onda tiene un componente de campo eléctrico y uno de campo magnético.
Isaac Newton, en el siglo XVII, con sus experimentos de óptica, definió la luz como partículas de diferentes colores. Para otro sabio, Christiaan Huygens, la luz eran ondas, como las olas en el agua. La balanza se decantó después en el mundo de la física a favor de las ondas, con el sobresaliente éxito de James Clerk Maxwell y su teoría del electromagnetismo. Albert Einstein y la mecánica cuántica, ya en el siglo XX, zanjaron la cuestión, pero de la forma más rara: la luz es a la vez onda (electromagnética) y partícula (el fotón, o cuanto de energía, como postuló Einstein). Esta dualidad, además, no se limita a la luz en el mundo cuántico, ya que también se verifica en otras partículas, como el electrón, o incluso en átomos enteros.

Bibiografía:







 

 






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