mundo de la física

EDITORIAL: ESTUDIO DE LA FÍSICA EDICIÓN 14 DE ABRIL DE 2019

FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA PAGINA N° 3

CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA PAGINA N°4 ECUACIONES DE MAXWELL PAGINA N°5

EL MUNDO DE LA FÍSICA

PAG N°

FUERZA ELECTROMOTRIZ…………..…3 INDUCIDA

CIRCUITO DE CORRIENTE………..……4 ALTERNA

ECUACIONES DE MAXWELL……………5

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

Extensión Mérida

AUTORA: Michell Villegas Estadística I

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EL MUNDO DE LA FÍSICA

La fuerza electromotriz o voltaje inducido (representado fem, FEM o Ɛ) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electrostático conservativo Ecs cuya circulación, define el voltaje inducido del generador:

Donde ‘·’ denota el producto escalar

Una fuerza electromotriz es inducida siempre y cuando exista un corte de flujo (flujo magnético Ø).

El voltaje (también llamado diferencia de potencial o tensión) se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga negativa del polo negativo al positivo, dividido por el valor en culombios de dicha carga, esto es: julios/culombio.

Normalmente se mide en voltios (V) que equivale a julios entre culombio (J/C), pero estas son unidades derivadas del sistema internacional.

Esto se justifica en el hecho de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito exterior al generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o consumo de energía (mecánica, química, etcétera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de mayor potencial (el polo positivo por el cual sale).

Por lo que queda que:

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En la vida cotidiana, la mayoría de las fuentes de electricidad que alimentan las máquinas industriales, los electrodomésticos o los equipos informáticos suministran corriente alterna. El aprovechamiento de este tipo de corriente requiere usar dispositivos adecuados provistos de tres componentes esenciales combinados: resistencias eléctricas, condensadores y elementos de autoinducción.

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Otra forma simplificada de circuito de corriente alterna es la constituida por un alternador y un solenoide o bobina, de coeficiente de autoinducción L (q se mide en Henrios).

Circuito con resistencia La forma más sencilla de circuito de corriente alterna es la compuesta por un alternador y una resistencia simple, que se conoce también por circuito R. Por convenio, se supone que la fuerza electromotriz (f.e.m.) alterna tiene la FORMA Ɛ=Ɛq COS COT, por lo que la intensidad de corriente equivale a ɪ=ɪq COS COT, siendo ƐD e ɪq los valores máximos de estas dos magnitudes.

La f.e.m. eficaz del circuito es

, y la intensidad

eficaz se calcula como siendo además siendo R la resistencia del circuito.

El valor de la potencia media o activa de un circuito R es igual a: Este valor es siempre positivo, porque el circuito sólo absorbe potencia.

Ejemplos de

Circuitos de corriente Alterna

El valor de la intensidad de corriente instantánea en este circuito es:

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que ahora se conoce como ley de Ampère modificada. El término introducido recibe el nombre de corriente de desplazamiento.

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones (originalmente 20 ecuaciones) que describen por completo los fenómenos electromagnéticos. La gran contribución de James Clerk Maxwell fue reunir en estas ecuaciones largos años de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto: el campo electromagnético

Cuando Maxwell resumió la teoría electromagnética de su época en sus ecuaciones escribió las siguientes ecuaciones:

que no es nada más que la ley de Gauss, que se reduce a la ley de Coulomb para cargas puntuales.

que no tiene nombre y expresa la inexistencia de monopolos magnéticos en la naturaleza, es decir, esta es la explicación de que al romper un imán obtengamos dos imanes, y no dos medioimanes.

que es la expresión diferencial de la ley de Faraday.

Las Ecuaciones de Maxwell surgen de la teoría electromagnética y son el resumen esta teoría desde un punto de vista macroscópico.

Esas ecuaciones tienen la forma más general:

Sin embargo estas ocho ecuaciones no son suficientes para resumir todo el conocimiento de la electrodinámica clásica, nos hace falta una ecuación más, esa es la expresión de la fuerza de Lorentz:

que es la ley de Ampère. Sin embargo encontró que esta última ecuación, juntamente con la ley de Faraday conducían a un resultado que violaba el principio de conservación de la carga, con lo cual decidió modificarla para que no violase este principio dándole la forma

Las ecuaciones de Maxwell constituyen un pilar básico de la teoría electromagnética ya que por ahora se demostraron como válidas siempre. Esto es debido a que la teoría electromagnética siempre fue, sin saberlo, una teoría relativista.

De hecho, cuando se estudia desde el punto de vista cuántico estas ecuaciones sólo deben ser revisadas para tener en cuenta el carácter discreto de los fotones, pero cuando tenemos gran cantidad de ellos podemos aplicar los resultados contínuos sin ningún problema.