ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA #2  

MATERIA: CIENCIAS CON ÉNFASIS EN FÍSICA 

PROFESORA: DENY JIMÉNEZ A.  

 

 

 

 

 

 

 

 

PROYECTO: 4 MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA 

INTERNA DE LA MATERIA (EL ELECTROIMÁN Y EL 

CIRCUITO ELÉCTRICO) 

  

NOMBRE: JULIETA BOCANEGRA LEÓN #8 

2º D MATUTINO  

 

4TO BIMESTRE 

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ÎNDICE  

Introducción ................................................................................................................................................. 2 

Justificación .................................................................................................................................................. 2 

Marco teórico ............................................................................................................................................... 2 

electroimán .............................................................................................................................................. 2 

circuito eléctrico ....................................................................................................................................... 5 

Partes ................................................................................................................................................... 5 

Leyes fundamentales ........................................................................................................................... 6 

Imágenes ...................................................................................................................................................... 6 

Conclusión y resultados ............................................................................................................................... 9 

Bibliografía ................................................................................................................................................... 9 

 

INTRODUCCIÓN En este proyecto se va a mencionar como es el funcionamiento del electroimán y otras cosas relacionas con el tema presente. En este podrás encontrar semejanzas, diferencias, las teorías de los científicos mas acertados a los funcionamientos de tal.

JUSTIFICACIÓN Este tema me parece que es algo sorprendente ya que no me imaginada como se hacía y se componía lo posteriormente mencionado y gracias a las teorías de Isaac Newton, Thomas Alba Edison y muchos otros sabemos cómo están hechos y como se han desarrollado durante la historia.

MARCO TEÓRICO 

ELECTROIMÁN Un 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 danés 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

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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.

La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético

puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango controlando la cantidad de corriente

eléctrica. Sin embargo, se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el

campo.

Cuando una corriente pasa por la bobina, pequeñas regiones magnéticas dentro del material,

llamadas dominios magnéticos, se alinean con el campo aplicado, haciendo que la fuerza del

campo magnético aumente. Si la corriente se incrementa, todos los dominios terminarán

alineándose, condición que se denomina saturación. Cuando el núcleo se satura, un mayor

aumento de la corriente sólo provocará un incremento relativamente pequeño del campo

magnético. En algunos materiales, algunos dominios pueden realinearse por sí mismos. En

este caso, parte del campo magnético original persistirá incluso después de que se retire la

corriente, haciendo que el núcleo se comporte como un imán permanente. Este fenómeno,

llamado remanencia, se debe a la histéresis del material. Aplicar una corriente alterna

decreciente a la bobina, retirar el núcleo y golpearlo o calentarlo por encima de su punto de

Curie reorientará los dominios, haciendo que el campo residual se debilite o desaparezca.

En aplicaciones donde no se necesita un campo magnético variable, los imanes permanentes

suelen ser superiores. Además, es posible fabricar imanes permanentes que producen campos

magnéticos más fuertes que un electroimán de tamaño similar.

Los electroimanes se usan en muchas situaciones en las que se necesita un campo magnético

variable rápida o fácilmente. Muchas de estas aplicaciones implican la deflección de haces de

partículas cargadas, como en los casos del tubo de rayos catódicos y el espectrómetro de

masa.

Los electroimanes son los componentes esenciales de muchos interruptores, siendo usados en

los frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles. En algunos tranvías, los frenos

electromagnéticos se adhieren directamente a los rieles. Se usan electroimanes muy potentes

en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente

metales en chatarrerías y centros de reciclaje. Los trenes de levitación magnética usan

poderosos electroimanes para flotar sin tocar la pista. Algunos trenes usan fuerzas atractivas,

mientras otros emplean fuerzas repulsivas.

Los electroimanes se usan en los motores eléctricos rotatorios para producir un campo

magnético rotatorio y en los motores lineales para producir un campo magnético itinerante que

impulse la armadura. Aunque la plata es el mejor conductor de la electricidad, el cobre es

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usado más a menudo debido a su relativo bajo costo, y a veces se emplea aluminio para

reducir el peso.

Calcular la fuerza sobre materiales ferromagnéticos es, en general, bastante complejo. Esto se

debe a las líneas de campo de contorno y a las complejas geometrías. Puede simularse

usando análisis de elementos finitos. Sin embargo, es posible estimar la fuerza máxima bajo

condiciones específicas. Si el campo magnético está confinado dentro de un material de alta

permeabilidad, como es el caso de ciertas aleaciones de acero, la fuerza máxima viene dada

por:

Donde:

F es la fuerza en newtons;

B es el campo magnético en teslas;

A es el área de las caras de los polos en m²;

µo es la permeabilidad magnética del espacio libre.

En el caso del espacio libre (aire), , siendo la fuerza

por unidad de área (presión):

, para B = 1 tesla

, para B = 2 teslas

En un circuito magnético cerrado:

Donde:

N es el número de vueltas del cable en torno al electroimán;

I es la corriente en amperios;

L es la longitud del circuito magnético.

Sustituyendo, se obtiene:

Por su fuerza se usan para levantar contenedores de más de 25 Toneladas, más el peso de la

carga y vehículos.

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Para construir un electroimán fuerte, se prefiere un circuito magnético corto con una gran

superficie. La mayoría de los materiales ferromagnéticos se saturan sobre 1 a 2 teslas. Esto

sucede a una intensidad de campo de 787 amperios×vueltas/metro.

Por esta razón, no hay motivos para construir un electroimán con una intensidad de campo

mayor. Los electroimanes industriales usados para levantar peso se diseñan con las caras de

ambos polos en un lado (el inferior). Eso confina las líneas de campo para maximizar el campo

magnético. Es como un cilindro dentro de otro. Muchos altavoces usan una geometría parecida,

aunque las líneas de campo son radiales al cilindro interior más que perpendiculares a la cara.

CIRCUITO ELÉCTRICO Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como

resistencias, inductores, capacitores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al

menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales

(resistores, capacitores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión

o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en

corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es

denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren

diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

PARTES 

Componente: Un dispositivo con dos o más terminales que puede fluir carga dentro de él.

En la figura 1 se ven 8 componentes entre resistores y fuentes.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. A, B, D, E son

nodos. Nótese que C no es considerado como un nodo puesto que es el mismo nodo A

al no existir entre ellos diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).

Rama: Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos

consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD,

AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.

Malla: Un grupo de ramas que están unidas en una red y que a su vez forman un lazo.

Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía

eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de

tensión, E1 y E2. Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente

cero) que une los elementos para formar el circuito.

Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:

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LEYES FUNDAMENTALES 

Existen unas leyes fundamentales que rigen a cualquier circuito eléctrico. Estas son:

Ley de corriente de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran por un nodo deben ser

igual a la suma de las corrientes que salen por ese nodo.

Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las tensiones en un lazo debe ser 0.

Ley de Ohm: La tensión en un resistor es igual al producto de la resistencia por la corriente

que fluye a través de él.

Teorema de Norton: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al

menos un resistor es equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con un resistor.

Teorema de Thévenin: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al

menos un resistor es equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con un resistor. Si el circuito eléctrico tiene componentes no lineales y reactivos, pueden necesitarse otras

leyes mucho más complejas. Al aplicar estas leyes o teoremas se producirán un sistema de

ecuaciones lineales que pueden ser resueltas manualmente o por computadora.

IMÁGENES 

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CONCLUSIÓN Y RESULTADOS Bueno para mí el circuito eléctrico es un conductor importante ya que contiene materiales como el cobre, el cual nos ofrece cierta resistencia para la corriente eléctrica y para que esto se lleve a cabo se debe tener una temperatura aproximada de unos -150°. El circuito es una representación de la lámparas ya que ambos su funcionamiento es sencillo por el cual pasa una corriente a través de un alambre muy delgado llamado filamento que al calentarse emite luz. El electroimán es como un imán de polos distintos que se atraen, y polos iguales que se repelan. El electroimán como verán atrae objetos metálicos además de que se manifiesta en interacciones las cuales pueden ser de atracción o repulsión que pueden actuar a distancia.

BIBLIOGRAFÍA  Nombre del buscador: http://www.google.com/ Nombre de la página: http://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1n Título de la fuente del investigador: Electroimán y circuito eléctrico Fecha: 10 mayo de 2011 Hora de la investigación: 7:25 pm