Unidad 5: Fenómenos Electromagnéticos

5.21 Ondas electromagnéticas: Propiedades Espectro Electromagnéticas

Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.

Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos.

El espectro electromagnético

Se denomina espectro electromagnético a todo el rango posible de radiación electromagnética. Esto incluye las ondas de radio, los infrarrojos, la luz, los ultravioletas, los rayos X, gamma, etc.

Las ondas del espectro electromagnético poseen picos o crestas, así como valles o vientres. La distancia horizontal existente entre dos picos consecutivos, dos valles consecutivos, o también el doble de la distancia existente entre un nodo y otro de la onda electromagnética, medida en múltiplos o submúltiplos del metro (m), constituye lo que se denomina “longitud de onda”.

P.- Pico o cresta: valor máximo, de signo positivo (+), que toma la onda sinusoidal del espectro, Electromagnético, cada medio ciclo, a partir del punto “0”. Ese valor aumenta o disminuye a medida que.la amplitud “A” de la propia onda crece o decrece positivamente por encima del valor "0". V.- Valle o vientre: valor máximo de signo negativo (–) que toma la onda senoidal del espectro. Electromagnético, cada medio ciclo, cuando desciende y atraviesa el punto “0”. . El valor de los valles. aumenta o disminuye a medida que la amplitud “A” de la propia onda crece o decrece negativamente por, debajo del valor "0". T.- Período: tiempo en segundos que transcurre entre el paso de dos picos o dos valles por un mismo. punto. N.- Nodo: Valor "0" de la onda senoidal.  http://samuel-fsica1.blogspot.mx/2011/02/ondas-electromagneticas-propiedades.html

Unidad 5: Fenómenos Electromagnéticos

5.20 Campo Electromagnético 

Un campo electromagnético es un campo físico, de tipo tensorial, producido por aquellos elementos cargados eléctricamente, que afecta a partículas con carga eléctrica.

Convencionalmente, dado un sistema de referencia, el campo electromagnético se divide en una "parte eléctrica" y en una "parte magnética". Sin embargo, esta distinción no puede ser universal sino dependiente del observador. Así un observador en movimiento relativo respecto al sistema de referencia medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes, que un observador en reposo respecto a dicho sistema. Esto ilustra la relatividad de lo que se denomina "parte eléctrica" y "parte magnética" del campo electromagnético. Como consecuencia de lo anterior tenemos que ni el "vector" campo eléctrico ni el "vector" de inducción magnética se comportan genuinamente como magnitudes físicas de tipo vectorial, sino que juntos constituyen un tensor para el que sí existen leyes de transformación físicamente esperables.

Fuentes naturales de campos electromagnéticos

En el medio en que vivimos, hay campos electromagnéticos por todas partes, pero son invisibles para el ojo humano. Se producen campos eléctricos por la acumulación de cargas eléctricas en determinadas zonas de la atmósfera por efecto de las tormentas. El campo magnético terrestre provoca la orientación de las agujas de los compases en dirección Norte-Sur y los pájaros y los peces lo utilizan para orientarse.

Fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre

Además de las fuentes naturales, en el espectro electromagnético hay también fuentes generadas por el hombre: Para diagnosticar la rotura de un hueso por un accidente deportivo, se utilizan los rayos X. La electricidad que surge de cualquier toma de corriente lleva asociados campos electromagnéticos de frecuencia baja. Además, diversos tipos de ondas de radio de frecuencia más alta se utilizan para transmitir información, ya sea por medio de antenas de televisión, estaciones de radio o estaciones base de telefonía móvil.

https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9tico

http://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/es/

Unidad 5: Fenómenos Electromagnéticos

5.19 Generadores (Transformación de energía mecánica en eléctrica)
Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura.

Generador eléctrico de una fase que genera una corriente eléctrica alterna (cambia periódicamente de sentido), haciendo girar un imán permanente cerca de una bobina.

Un generador es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.

http://samuel-fsica1.blogspot.mx/2011/02/generadores-transformacion-de-energia.html

Semana 8: Sesión 23 Fenómenos electromagnéticos

SEMANA 8 SESIÓN 23	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.18 Ley de Faraday-Henry-Lenz. Aplicaciones

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Describe la generación de corriente eléctrica por la variación del campo magnético cerca de un conductor. Conoce el funcionamiento y principales usos de un transformador. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación en Power Point; examen diagnóstico, programa del curso. De Laboratorio: Pila tipo D, alambre magneto No 22, clavo. Limadura de hierro.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  presenta a los alumnos la cuestión siguiente: ¿En qué consiste la Ley de Faraday-Lenz-Henry y que aplicaciones tiene? Equipo Ley de Faraday-Lenz-Henry ¿que aplicaciones tiene? 1 Ley de Faraday: “El voltaje inducido en algún circuito cerrado es directamente proporcional a la velocidad de cambio, en el tiempo en que el flujo magnético que atraviesa una superficie con el circuito. Ley de Henry: A cierta temperatura, la cantidad de gas en un líquido es directamente proporcional a la presión del gas que se ejerce sobre el líquido. Ley de Lenz: Sentido de corriente inducida es tal que su fuerza sería inducida a la causa que la produce. -          Generadores -          Motor eléctrico -          Producción de corriente eléctrica 2 La ley de Faraday; o inducción electromagnética, enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la velocidad con la que cambia, en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una dada superficie con el circuito haciendo que borde. Ley de Henry; a una temperatura dada, la cantidad de gas disuelto en un líquido, es directamente proporcional a la  presión parcial del gas sobre la superficie del líquido. Ley de Lenz; el sentido de la corriente inducida seria tal que su flujo se opone a la causa que la produce. Generadores  Motor eléctrico Transformador Freno magnético · Se aplica de manera independiente a cada gas sin importar la presión de los otros gases presentes en la mezcla Producción de corriente eléctrica Generadores de corriente alterna. 3 Ley de Faraday: Señala que la magnitud de la fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a la razón de cambio en el tiempo de flujo magnético a través del circuito. Ley de Henry: Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Ley de Lenz: Plantea que las tensiones inducidas será de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Faraday: Generación de electricidad, inducción entre dos espiras de cable, electromagnetismo. Lenz: Generadores de corriente, corriente alterna, alternadores, fuerza electromotriz  y contra electromotriz, producción de energía eléctrica y motores de corriente alterna. Henry: La solubilidad de un gas aumenta a medida que la presión del gas aumenta. 4 La ley de Faraday- Henry y Lenz, establece que: Toda variación de flujo que atraviesa un circuito cerrado produce en éste una corriente inducida. La corriente inducida es una corriente instantánea, pero sólo dura mientras dura la variación del flujo. La fuerza electromotriz inducida en un circuito( e ) es igual a la variacióndel flujo magnético ( F ) que lo atraviesa por unidad de tiempo. Alternadores Los dispositivos generadores de corrientes eléctricas alternas se llaman alternadores. Un alternador consta básicamente de dos elementos: el rotor, que provoca el giro del conjunto, y el estator, que rodea al anterior y rota alrededor de su eje. Fuerza electromotriz   y  contra electromotriz: La acción de los generadores de corriente vienen definidos por una magnitud llamada fuerza electromotriz (f.e.m.) que se define como la energía eléctrica que comunica el generador a cada unidad de carga que circula por él. Motores de corriente alterna: Los generadores de corriente alterna o alternadores pueden utilizarse también como motores para generar energíamecánica a partir de la eléctrica. 5 La ley de inducción electromagnético de faraday, establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde. Generador Motor eléctrico Transformador Freno magnético Cocinas de inducción 6 La fuerza de Faraday,  enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la velocidad con la que cambia. Ley de Henry; a una temperatura dada, la cantidad de gas disuelto en un líquido, es directamente proporcional a la  presión parcial del gas sobre la superficie del líquido. En un motor eléctrico. En la industria petroquímica. -         Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Colocar en una hoja de papel, una muestra de la limadura de hierro, 1.- Acercar  a la limadura de hierro el clavo y anotar los cambios. 2.- Acercar el alambre magneto a la limadura de hierro y observar los cambios. 3.- Acercar la pila a la limadura de hierro y observar los cambios. 4.- Enrollar el alambre magneto al clavo y acercar a la limadura de hierro y anotar los cambios. 5.- Conectar a la pila el alambre arrollado al clavo y acercar a la limadura de hierro anotar los cambios. Observaciones: -          Los alumnos discuten para obtener sus  conclusiones: FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.