Funcionamiento de los dispositivos electromecánicos

Funcionamiento de los Motores Eléctricos de Corriente Directa (CD)

Los motores eléctricos de corriente directa (CD) son dispositivos electromecánicos que transforman la energía eléctrica en energía mecánica mediante la interacción entre un campo magnético y corrientes eléctricas. En su interior, una bobina de alambre, conocida como armadura o rotor, se sitúa entre los polos de un imán permanente o electroimanes. Al circular corriente por la bobina, se genera una fuerza electromotriz debido a la ley de Lorentz, que actúa sobre los lados de la bobina perpendicularmente al campo magnético, produciendo un movimiento rotatorio. Para mantener una rotación unidireccional, se emplea un conmutador, que es un interruptor rotativo en la armadura que invierte la dirección de la corriente en la bobina en el momento preciso, en colaboración con las escobillas, que son contactos fijos que transmiten la corriente al conmutador. Este mecanismo asegura un torque constante y una rotación suave y continua del motor.

Principio de Funcionamiento de los Altavoces

Los altavoces son transductores que convierten señales eléctricas en ondas sonoras, permitiendo la reproducción de sonido. Funcionan gracias a la interacción entre un campo magnético y una corriente eléctrica alterna que fluye a través de una bobina de voz. Esta bobina está adherida a un diafragma o cono, que puede ser de diversos materiales como papel, plástico o metal, diseñado para desplazarse hacia adelante y hacia atrás con facilidad. Cuando la señal de audio induce corriente en la bobina, la interacción con el campo magnético del imán fijo adjunto provoca que la bobina y, por ende, el cono vibren. Estas vibraciones desplazan el aire circundante, generando ondas sonoras que corresponden a los sonidos codificados en la señal eléctrica. Así, los altavoces transforman la energía eléctrica en energía acústica, recreando los sonidos para que puedan ser percibidos por el oído humano.

Galvanómetros y su Función en la Medición Analógica

Los galvanómetros son instrumentos de medición analógica que detectan y miden pequeñas corrientes eléctricas. Consisten en una bobina de alambre montada en un marco y suspendida entre los polos de un imán permanente. Al pasar una corriente por la bobina, se genera un torque magnético que hace girar la bobina y, con ella, una aguja indicadora sobre una escala graduada. La fuerza del resorte de torsión se opone al movimiento de la bobina, y el equilibrio entre el torque magnético y la resistencia del resorte determina la posición final de la aguja, proporcionando una lectura proporcional a la corriente que fluye a través de la bobina. Los galvanómetros son la base para instrumentos más complejos como amperímetros, voltímetros y óhmetros, y su diseño incluye imanes con polos curvos y un núcleo de hierro para concentrar el campo magnético y asegurar una respuesta lineal y precisa.

Descubrimiento y Propiedades del Electrón

El electrón es una partícula subatómica elemental con carga negativa, cuya existencia fue propuesta a finales del siglo XIX. Los experimentos con tubos de rayos catódicos, que consistían en tubos de vidrio evacuados con electrodos en cada extremo, revelaron la presencia de rayos que emanaban del cátodo negativo y se dirigían hacia el ánodo positivo. Estos rayos catódicos se desviaban al aplicar campos eléctricos o magnéticos externos, lo que demostraba que estaban compuestos por partículas cargadas negativamente. El físico británico J.J. Thomson fue quien determinó la relación carga-masa del electrón en 1897, lo que condujo a la comprensión de que los electrones son componentes fundamentales de los átomos y juegan un papel esencial en los fenómenos eléctricos y magnéticos. Su descubrimiento fue un hito en la física y la química, abriendo el camino para el desarrollo de la teoría cuántica y la electrónica moderna.