Fundamentos de Electromagnetismo

Explorando los principios del electromagnetismo, este texto abarca la Ley de Biot-Savart, la dinámica de partículas en campos magnéticos, la fuerza de Lorentz y el momento de torsión en bobinas. Se discuten también las leyes de Gauss y Ampère, la inducción electromagnética de Faraday y Lenz, la inductancia y el funcionamiento de transformadores, culminando con las trascendentales ecuaciones de Maxwell y su impacto en la tecnología moderna.

Ver más

Abrir mapa en el editor

1

5

¿Quieres crear mapas a partir de tu material?

Inserta tu material y en pocos segundos tendrás tu Algor Card con mapas, resúmenes, flashcards y quizzes.

Prueba Algor

Aprende con las flashcards de Algor Education

Haz clic en las tarjetas para aprender más sobre el tema

1

Esta ley se asemeja a la ley de ______, que se ocupa de la interacción entre ______ eléctricas.

Haz clic para comprobar la respuesta

Coulomb cargas

2

Para determinar el campo magnético en un punto, se realiza la ______ del efecto de elementos de corriente ______ sobre dicho punto.

Haz clic para comprobar la respuesta

integración infinitesimales

3

Es útil para calcular el campo magnético en situaciones como alrededor de un ______ infinitamente largo o en el centro de un ______ de corriente.

Haz clic para comprobar la respuesta

alambre bucle

4

También se aplica para conocer el campo magnético a lo largo del eje de un ______ o cerca de un conductor ______.

Haz clic para comprobar la respuesta

solenoide finito

5

Fuerza magnética: factores de proporcionalidad

Haz clic para comprobar la respuesta

Proporcional al producto de la carga, velocidad y seno del ángulo entre velocidad y campo magnético.

6

Dirección de la fuerza magnética

Haz clic para comprobar la respuesta

Perpendicular a la velocidad de la partícula y al campo magnético, determinada por la regla de la mano derecha.

7

Trayectoria de partícula en campo magnético uniforme

Haz clic para comprobar la respuesta

Puede ser circular o helicoidal, con radio de giro dependiente de masa, carga, velocidad e intensidad del campo.

8

La ______ magnética es una parte de la ______ electromagnética, una interacción clave en ______.

Haz clic para comprobar la respuesta

fuerza fuerza física

9

La ______ de Lorentz ofrece una descripción ______ de cómo se comporta la fuerza magnética.

Haz clic para comprobar la respuesta

ley matemática

10

La fuerza magnética puede ser de naturaleza ______ o ______ dependiendo del movimiento de las cargas.

Haz clic para comprobar la respuesta

atractiva repulsiva

11

La ley de Lorentz se aplica considerando la ______ de carga y la ______ del conductor.

Haz clic para comprobar la respuesta

densidad longitud

12

Momento de torsión en bobinas

Haz clic para comprobar la respuesta

Una bobina con corriente en un campo magnético sufre un momento de torsión, principio de motores eléctricos.

13

Líneas de campo magnético

Haz clic para comprobar la respuesta

Representan visualmente la dirección y magnitud del campo magnético, van del polo norte al sur.

14

Respuesta de materiales al campo magnético

Haz clic para comprobar la respuesta

Materiales como el hierro tienen baja reluctancia, facilitando el flujo magnético; otros tienen mayor reluctancia.

15

Según la ______ de Gauss para el magnetismo, el ______ magnético total a través de una superficie cerrada es ______, indicando que no hay ______ con un solo polo.

Haz clic para comprobar la respuesta

ley flujo cero imanes

16

Definición de EMF

Haz clic para comprobar la respuesta

Fuerza electromotriz inducida por cambio en flujo magnético.

17

Función de generadores eléctricos

Haz clic para comprobar la respuesta

Convertir energía mecánica en eléctrica usando inducción electromagnética.

18

Principio de conservación de la energía en inducción

Haz clic para comprobar la respuesta

La energía no se crea ni destruye, solo transforma; corriente inducida se opone al cambio de flujo.

19

Los ______ son aparatos que aplican el principio de ______ electromagnética para mover energía eléctrica entre circuitos mediante un enlace magnético.

Haz clic para comprobar la respuesta

transformadores inducción

20

La ______ de un transformador se determina por la ley de ______ y la ley de conservación de la ______, indicando que la energía de salida es la energía de entrada menos las pérdidas.

Haz clic para comprobar la respuesta

eficiencia Faraday energía

21

Componentes de las ecuaciones de Maxwell

Haz clic para comprobar la respuesta

Cuatro ecuaciones diferenciales: Ley de Gauss para electricidad, Ley de Gauss para magnetismo, Ley de Faraday de inducción, Ley de Ampère-Maxwell.

22

Aplicaciones prácticas de las ecuaciones de Maxwell

Haz clic para comprobar la respuesta

Diseño de antenas, motores eléctricos, circuitos de alta frecuencia; desarrollo de radio, TV, teléfonos móviles.

23

Relación entre campos eléctricos y magnéticos

Haz clic para comprobar la respuesta

Las ecuaciones describen cómo los campos se generan y alteran por cargas y corrientes, y sus interacciones mutuas.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

Contenidos similares

Física

Orígenes e Interacción del Magnetismo y la Electricidad

Física

La Física y su División en Clásica y Moderna

Física

Propiedades eléctricas y magnéticas de los materiales

Física

Ley de Coulomb y la Fuerza Electroestática

La Fuerza Magnética y la Ley de Lorentz

La fuerza magnética es una componente de la fuerza electromagnética, una de las interacciones fundamentales en física. Esta fuerza resulta del movimiento relativo de cargas eléctricas y puede ser atractiva o repulsiva. La ley de Lorentz proporciona una descripción matemática precisa de la fuerza magnética, representada como el producto vectorial de la velocidad de una partícula cargada y el campo magnético. Para calcular la fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente eléctrica en presencia de un campo magnético, se aplica la ley de Lorentz teniendo en cuenta la densidad de carga y la longitud del conductor.

Momento de Torsión en Bobinas y Líneas de Campo Magnético

Una bobina de alambre por la que circula corriente y que se encuentra en un campo magnético experimentará un momento de torsión debido a la interacción entre la corriente y el campo magnético. Este fenómeno es la base del funcionamiento de motores eléctricos y otros dispositivos electromecánicos. Las líneas de campo magnético son una representación visual de la dirección y la magnitud del campo magnético, extendiéndose desde el polo norte al polo sur de un imán. Los materiales responden de manera diferente al campo magnético, con algunos, como el hierro, que ofrecen poca resistencia al flujo magnético, mientras que otros presentan una mayor reluctancia.

Leyes de Gauss y Ampere para el Magnetismo

La ley de Gauss para el magnetismo afirma que el flujo magnético total a través de cualquier superficie cerrada es cero, lo que sugiere que no existen monopolos magnéticos, es decir, no hay imanes con un solo polo. La ley de Ampère, por su parte, establece una relación entre la corriente eléctrica y el campo magnético circundante. La forma integral de la ley de Ampère relaciona la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado con la corriente total que atraviesa cualquier superficie delimitada por ese camino, facilitando el cálculo de campos magnéticos en configuraciones con simetría.

Leyes de Faraday y Lenz en la Inducción Electromagnética

La ley de Faraday de la inducción electromagnética establece que un cambio en el flujo magnético a través de un circuito cerrado induce una fuerza electromotriz (EMF) en el circuito. Esta ley es fundamental para el funcionamiento de generadores eléctricos y transformadores. La ley de Lenz proporciona la dirección de la corriente inducida, indicando que la corriente inducida generará un campo magnético que se opone al cambio en el flujo magnético original, cumpliendo con el principio de conservación de la energía y asegurando que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Inductancia y Principios de Funcionamiento de Transformadores

La inductancia es la propiedad de un circuito eléctrico que se opone a los cambios en la corriente que lo atraviesa, debido a la fuerza electromotriz inducida por un cambio en el flujo magnético asociado con la corriente. Los transformadores son dispositivos que utilizan el principio de inducción electromagnética para transferir energía eléctrica entre dos o más circuitos a través de un acoplamiento magnético. La eficiencia de un transformador se describe por la ley de Faraday y la ley de conservación de la energía, que establece que la potencia de salida es igual a la potencia de entrada menos las pérdidas inherentes al dispositivo.

Las Ecuaciones de Maxwell y su Importancia

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones diferenciales que forman la base teórica del electromagnetismo clásico, la óptica y la electricidad. Estas ecuaciones describen cómo los campos eléctricos y magnéticos se generan y alteran por las cargas y las corrientes, así como sus interacciones. Son fundamentales para el diseño y análisis de una amplia gama de dispositivos eléctricos y sistemas, incluyendo antenas, motores eléctricos, y circuitos de alta frecuencia, y han permitido el desarrollo de tecnologías como la radio, la televisión, y los teléfonos móviles.