viernes, 27 de mayo de 2016

Partes que componen a la máquina de CD

  1. Estator. Abarca el conjunto de piezas inmóviles, estáticas, como su nombre se muestra en la figura. Comúnmente cuando se habla del estator se hace referencia a los órganos electro magnéticos fijos en el interior de la coraza pero en rigor son las piezas que aparecen en la figura.
  2. Rotor. Conjunto de piezas giratorias


























Clasificación de los materiales

Clasificación de materiales: Desde el punto de interés para la materia los materiales se pueden clasificar en ferromagnéticos, diamagnéticos y paramagnéticos aun que dentro de los materiales ferromagnéticos encontramos otras sub-clasificaciones.

Ferromagnéticos: Material el cual atrae los campos magnéticos pues su ordenamiento de los momentos magnéticos se alinea al flujo del campo magnético. Aun cuando el campo de excitación es retirado estos conservan parcialmente el ordenamiento, fenómeno que se conoce como histéresis. Algunos ejemplos son el hierro el níquel, etc.




Paramagnéticos: En estos materiales el ordenamiento de los momentos magnéticos ante un campo de excitación es una alineación parcial, no tienden a ser tan alineados como en un ferromagnéticos, su permeabilidad es similar a la del vacío y su permeabilidad relativa es 1, por estas razones el campo no aumenta simplemente se mantiene. Por ejemplo le Aire el magnesio, titanio, etc.

Diamagnéticos: En estos materiales son opuestos a los ferromagnéticos, repelen al campo magnético de excitación haciendo que se reduzca. Por ejemplo el hielo, gases nobles, la sal, hidrógeno, el cobre, el oro, etc.

Histéresis



En física se encuentra, por ejemplo, histéresis magnética si al magnetizar un ferromagneto éste mantiene la señal magnética tras retirar el campo magnético que la ha inducido. También se puede encontrar el fenómeno en otros comportamientos electromagnéticos, o los elásticos.

«Hysteresiskurve» de Walter Dvorak - Trabajo propio. Disponible bajo la licencia Dominio público vía Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hysteresiskurve.svg#/media/File:Hysteresiskurve.svg
Fuente

Ley de ampere y principio de Lenz

Ley básica que gobierna la producción de un campo magnético por una corriente es la ley de Ampère:

\oint_C \vec{H} \cdot d\vec{l} = \iint_S \vec{J} \cdot d \vec{S} +
{d \over dt} \iint_S \vec{D} \cdot d \vec{S}


\oint_C \vec{H} \cdot d\vec{l}=I_{enc}

Donde H es la intensidad del campo magnético producido por la corriente Inet. En el sistema internacional las unidades, I se mide en amperios y H en amperios-vuelta por metro.










Principio de Lenz

En 1834, el físico alemán Lenz realiza los mismos experimentos que Faraday y Henry. Lenz explica el sentido de la fuerza electromotriz y en consecuencia el de la corriente inducida en un circuito sujeto a un flujo magnético variable en el tiempo.
El sentido de la corriente inducida se puede determinar fácilmente aplicando la regla enunciada por Lenz. Dicho enunciado es el siguiente:

“El sentido de una corriente inducida debe ser tal que se oponga a la corriente que la produce”.

En la primera experiencia de Faraday, al acercar el polo norte del imán, las líneas de campo que atraviesan la superficie de la espira aumentan y con ello el flujo. Por tanto en la espira se inducirán unas corrientes i, tales que contrarresten el aumento de flujo, esto es, dichas corrientes generaran un campo Bi contrario al provocado por el imán para contrarrestar su aumento, esto se muestra en la siguiente imagen.


Si invertimos el imán, haciendo que el polo sur se acerque y aleje, el proceso de deducción del sentido de las corrientes inducidas es el mismo. Si el imán se acerca, en la espira se inducirán corrientes que generen un campo Bi que contrarreste el aumento de campo, y por tanto flujo, generado por el imán.



Fuentes:

Ley de Lorentz y de Boit Savart

Ley de Lorentz

La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en una corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos) son también situaciones en que el campo magnético causa sus efectos creando una fuerza. Cuando una partícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce una fuerza F dado por el producto cruz:

\vec{F} = q (\vec{v} \times \vec{B})



Donde F es la fuerza magnética, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B).


La ley de Ampère se mostrara más adelante.

La relación entre la intensidad de campo magnético H y la densidad del flujo magnético resultante dentro de un material, está dada por la ecuación:


Donde  es la permeabilidad magnética del material al cual se le está induciendo el magnetismo. Para el caso del aire  =   donde h es henrio y m es metro. La Intensidad de campo magnético (H) se mide en [A/m] en S.I., donde A es ampere y m metro.
H representa el esfuerzo realizado por la corriente para crear el campo magnético.
La letra gruiega "mu" representa la facilidad relativa que presenta un material para que en él se establezca un campo magnético.



Ley de Biot y Savart

La ley de Biot y Savart establece que se produce una fuerza sobre un conductor que tiene una corriente eléctrica y se encuentra en un campo magnético. En la ley de Biot y Savart se basa el principio de funcionamiento del motor eléctrico. Dicha ley se puede enunciar de la siguiente manera:
“el módulo del campo magnético, B, producido por una corriente rectilínea e indefinida, es directamente proporcional a la intensidad de la corriente e inversamente proporcional a la distancia.”


Matemáticamente puede escribirse como la Ecuación anterior donde B es el campo magnético a calcular en el punto dado,  es el vector unitario tangente al circuito y que indica la dirección de la corriente en el elemento dl.  es el vector unitario que señala la posición del punto respecto del elemento de corriente y  la permeabilidad del vacío.


Fuentes:
Jaramillo Morales, Gabriel A. Electricidad y magnetismo, México, Trillas: UNAM, Facultad de Ingeniería, 1997. Fuente dos

Ley de Coulomb y de Gauss

Ley de Coulomb




La fuerza eléctrica de atracción o repulsión que actúa entre un par de pequeñas esferas, cargadas y separadas una distancia, obedece a la relación de proporcionalidad siguiente



 


La constante de proporcionalidad =

 Ley de Gauss


Para conocer una de las propiedades del campo eléctrico se estudia qué ocurre con el flujo de este al atravesar una superficie. El flujo de un campo   se obtiene de la siguiente manera:

Cuando se obtiene el flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada que contiene una carga neta Q, el resultado es:

“El flujo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada, es igual a la carga neta contenida en el interior de la superficie dividida entre


Fuentes:
Jaramillo Morales, Gabriel A. Electricidad y magnetismo, México, Trillas: UNAM, Facultad de Ingeniería, 1997.

Ley de Farad



Ley de Faraday o ley de inducción electromagnética de Faraday establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde


donde:

\vec{E} es el campo eléctrico,
d\vec{l} es el elemento infinitesimal del contorno C,
\vec{B} es la densidad de campo magnéticoy
S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de \vec{dA} están dadas por la regla de la mano derecha.
V_\varepsilon es el voltaje inducido y
{d \Phi \over d t} es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. El sentido del voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.
En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:
\,V_\varepsilon = -N{d \Phi \over d t}
donde:


En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:
Donde:
 Es el voltaje inducido y

 Es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. El sentido del voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

Personajes importantes

Thales de Mileto 600 a.C., observo que al frotar ámbar con piel, aquél adquiría la propiedad de atraer pequeños pedazos de paja, papel o tela. Antecedente más antiguo registrado del electromagnetismo.




Guillermo Gilbert. Uno de los primeros filósofos naturales en realizar experimentos con la electrostática y el magnetismo, definió el término de fuerza eléctrica, clasifico los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio.

Charles Coulomb. Estudio de la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre un par de pequeñas esferas cargadas y separadas una distancia.

Alejandro Volta. Invento la pila, precursora de la batería eléctrica, produjo por primera vez corriente eléctrica continua a voluntad.




Oersted. Observo que la corriente a través de un conductor produce una desviación en la aguja de una brújula demostrando así la existencia de un campo magnético



Edison. Inventor que llego a patentar inventos como la bombilla pero una aportación importante entre muchas es su implementación de la corriente continua


Nikola Tesla. Desarrollo la teoría de los campos rotantes base de los generadores y motores polifásicos de corriente alterna. En 1887 logra construir el motor de inducción de corriente alterna y trabaja en los laboratorios Westinghouse, donde concibe el sistema polifásico para transmitir la electricidad a largas distancias. En 1893 consigue transmitir energía electromagnética sin cables, construyendo el primer radiotransmisor.


Fuente