Interacción electromagnética entre conductores

Interacción electromagnética entre conductores

Conductores: son materiales que permiten el paso de electricidad (cargas) a trav ́es de ellos. Se caracterizan porque contienen cargas que pueden moverse libremente en el material (cargas libres). El ejemplo ma ́s comu ́n es el de los metales, en los que las cargas libres son los electrones de las capas ma ́s externas de los a ́tomos meta ́licos (electrones de valencia), tambi ́en llamados electrones libres.

Al colocar una cartulina atravesada  por un conductor con limaduras  de hierro para observar  las figuras que se forman ante el paso de corriente eléctrica, se advierte que las limaduras  se ubican en forma de círculos concéntricos. Este espectro magnético corresponde al punto donde el conductor atraviesa la cartulina. Las líneas de fuerza de dicho espectro  tienen dirección antihoraria , considerando que la corriente corre  de abajo hacia arriba.

Se llama espira a un conductor, como lo es un rectilíneo, que forma un campo magnético como el ya descripto. Una espira  se comporta como un pequeño imán.

Interacción electromagnética

Interacción electromagnética

Una carga eléctrica  crea un campo eléctrico y una carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético;  y la corriente eléctrica  crea lo que se denomina un campo electromagnético.

 El electromagnetismo es la rama de la física que se encarga del estudio de las relaciones existentes entre las corrientes eléctricas y los fenómenos magnéticos.

La interacción electromágnetica es aquella que ocurre entre las partículas con carga eléctrica. Macroscópicamente, suele separarse en dos tipos de interacciones:

• Interacción electrostática: Actúa sobre cuerpos cargados en reposo.
• Interacción magnética: Actúa solamente sobre cargas en movimiento.

La interacción eléctrica se pone de manifiesto en todas las situaciones donde exista carga, mientras que la interacción magnética sólo se expresa cuando éstas cargas están en movimiento relativo respecto al observador.

Es la experimentada por las partículas por el hecho de estar cargadas eléctricamente. Dependiendo de si las partículas cargadas están en reposo o en movimiento se puede diferenciar entre electrostática y magnetismo.

Existen dos tipos de cargas (positiva y negativa). Cargas del mismo signo se repelen y cargas de signos opuestos se atraen, por lo que puede ser una fuerza atractiva o repulsiva, e incluso dar como resultado una fuerza neta neutra sobre una partícula que sí que esté cargada.

Es un tipo de fuerza muchísimo más intensa que la gravitatoria y de alcance infinito al igual que aquella, sin embargo su efecto a largas distancias se ve compensado por la existencia de cargas intermedias de diferentes signos con efectos atractivos o repulsivos, mientras que la gravedad es siempre atractiva. Es por esto que no suele ser la fuerza dominante a grandes escalas, pero sí tiene efectos macroscópicos fácilmente observables como la propagación de diversas señales electromagnéticas (luz, corriente eléctrica, radio…).  

                                                           

semana 6 jueves, Consumo de energía electrica

5.11 Consumo de energía eléctrica. Consumo mensual de aparatos eléctricos Las siguiente  tabla se refieren a aparatos eléctricos de uso común en casas, departamentos y condominios. Calcular el consumo mensual individual, en equipo y del grupo. Aparato Watts Tiempo promedio de uso horas/dia Consumo mensual Del Grupo KWh Aspiradora 540 W 2.16 +.54+2.2=4.9 Tostador 1,100 W .33+3.3=3.63 Lavadora 400 W 4.4+5+3.6+1.2+6.1+4.7=25 Horno de Microondas 1,000 W 3+4+5+2+2+2=18 Plancha 1,000 W 0.8 +2+.3+3+.9=7 8 Focos Fluoresc. compactos 15 W 0.33+.57+.135+2.03+4.7=7.765 Radio 100 W 0.6+.5+.10+2.3+.7=4.2 Cafetera 850 W 0.85+1.105+.15+.85=2.955 Computadora 350 W 5.95+4.7+3.85+2.45+7.05+.35=24.35 T.V. Mediana 200 W 2.2+2.8+1.2+.2+4.2+1.2=11.8

5.12 Campo magnético y líneas de campo: imanes y bobina. Visualización de líneas de campo magnético Material: iman, limadura de hierro, cartulina u hoja de papel, brújula. Líneas de fuerza de un imán visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina. Experimento I -Colocamos limaduras de hierro en la superficie de la cartulina u hoja de papel y acercamos un imán permanente por la parte inferior podremos visualizar las líneas de fuerza magnética que van de un polo al otro curvándose y rodeando al imán. Se denomina campo magnético al área cubierta por estas líneas. Experimento II Las cargas en movimiento producen un campo magnético. Es decir que no sólo los imanes permanentes son capaces de generar un campo magnético. La manera más sencilla de poner a los electrones en movimiento es hacerlos circular por un alambre conductor (por ejemplo con ayuda de una pila o una batería). El campo magnético que se genere en un punto dado del espacio dependerá básicamente de la corriente eléctrica que circule por el alambre y de la distancia entre el alambre y ese punto. Si se aplica un campo magnético sobre una partícula cargada en movimiento (o sobre una corriente eléctrica) se producirá una fuerza que tenderá a desviarla de su trayectoria. Esta fuerza se la conoce como Fuerza de Lorentz y es perpendicular tanto a la dirección del campo como a la de movimiento de la partícula. Experimento III El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur) se debe a esta similitud. Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna sólo detectable con instrumentos especiales. Notar que si la aguja de la brújula marcada con N apunta al Norte, esto indica que el polo Norte geográfico coincide con el polo Sur magnético de la tierra. El valor del campo magnético terrestre depende de la posición en la que se lo mida, pero suele ser del orden de 0.5 Oersted (Oe - unidad de campo magnético)

Los watts y los tiempos de uso se refieren a un promedio de los valores más comunes de los aparatos considerados en estas tablas.

Aparatos eléctricos de consumo bajo

Aparato	Watts	Tiempo promedio de uso	Consumo mensual
Abrelatas	60 W	15 min. por semana	0.06 KWh
Licuadora	60 W	3 min. por día	0.09 KWh
Estéreo o Modular	75 W	1hr. cada 3er. día	0.75 KWh
Reloj	2 W	uso continuo 24 hrs.	1.5 KWh
Secadora de Pelo	300 W	10 min. por día	1.5 KWh
Batidora	200 W	2hrs. por semana	1.6 KWh
2 Lámparas Fluorescentes	10 W	4 hrs. por día	2.4 KWh
Máquina de coser	125 W	2 hrs. cada 3er. día	2.5 KWh
Videocasetera	75 W	12 hrs. por semana	3.6 KWh

Aparatos eléctricos de consumo medio

Aparato	Watts	Tiempo promedio de uso	Consumo mensual
Aspiradora	540 W	2 hrs. por semana	4.3 KWh
Tostador	1,100 W	10 min. por día	5.5 KWh
Lavadora	400 W	30 min. por día	6 KWh
Horno de Microondas	1,000 W	15 min. por día	7.5 KWh
Plancha	1,000 W	30 min. por día	15 KWh
8 Focos Fluoresc. compactos	15 W	5 hrs. por día	18 KWh
Radio	100 W	6 hrs. por día	18 KWh
Cafetera	850 W	1 hr. por día	25.5 KWh
Computadora	350 W	3 hrs. por día	32 KWh
T.V. Mediana	200 W	6 hrs. por día	36KWh

Aparatos eléctricos de consumo alto

Aparato	Watts	Tiempo promedio de uso	Consumo mensual
Abanico	170 W	10 hrs. por día	51 KWh
T.V. Color	300 W	6 hrs. por día	54 KWh
8 focos incandescentes	60 W	5 hrs. por día	72 KWh
Secadora de ropa	5,600 W	4 hrs. por semana	90 KWh
Refrigerador	440 W	8 hrs. por día	106 KWh
Congelador	300 W	12 hrs. por día	108 KWh
Cooler	400 W	20 hrs. por día	240 KWh
Aparato de Ventana	2,200 W	13 hrs. por día	858 KWh
Refrigeración Central 4 Ton.	7,800 W	13 hrs. por día	3,042 KWh
Refrigeración Central 5 Ton.	9,100 W	13 hrs. por día	3,549 KWh