REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO POLITECNICO SANTIAGO MARIO

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO POLITECNICOSANTIAGO MARIOALUMNO: KICY DEL MAR RAMIREZ MARTINEZC.I: 17522606LA LEY DE FARADAYHISTORIA DE LA LEY DE FARADAYEs llamada asi, en honor a Michael Faraday, FRS (Newington, 22 de septiembre de 1791-Londres, 25 de agosto de 1867), fue un fsico y qumico britnico que estudi el electromagnetismo y la electroqumica. Sus principales descubrimientos incluyen la induccin electromagntica, el diamagnetismo y la electrlisis.

A pesar de la escasa educacin formal recibida, Faraday es uno de los cientficos ms influyentes de la historia. Debido a su estudio del campo magntico alrededor de un conductor por el que circula corriente continua, Faraday fij las bases para el desarrollo del concepto de campo electromagntico. Faraday tambin estableci que el magnetismo poda afectar a los rayos de luz y que haba una relacin subyacente entre ambos fenmenos.1 Descubri asimismo el principio de induccin electromagntica, diamagnetismo, las leyes de la electrlisis e invent algo que l llam dispositivos de rotacin electromagntica, que fueron los precursores del actual motor elctrico.

En el campo de la qumica, Faraday descubri el benceno, investig el clatrato de cloro, invent un antecesor del mechero de Bunsen, el sistema de nmeros de oxidacin e introdujo trminos como nodo, ctodo, electrodo e ion. Finalmente, fue el primero en recibir el ttulo de Fullerian Professor of Chemistry en la Royal Institution de Gran Bretaa, que ostentara hasta su muerte.Faraday fue un excelente experimentador, que transmiti sus ideas en un lenguaje claro y simple. Sus habilidades matemticas, sin embargo, no abarcaban ms all de la trigonometra y el lgebra bsica. James Clerk Maxwell tom el trabajo de Faraday y otros y lo resumi en un grupo de ecuaciones que representan las actuales teoras del fenmeno electromagntico. El uso de lneas de fuerza por parte de Faraday llev a Maxwell a escribir que "demuestran que Faraday ha sido en realidad un gran matemtico. Del cual los matemticos del futuro derivarn valiosos y prolficos mtodos". La unidad de capacidad elctrica en el SI de unidades, el farad (F), se denomina as en su honor.

Albert Einstein tena colgado en la pared de su estudio un retrato de Faraday junto a los de Isaac Newton y James Clerk Maxwell.3 El fsico neozelands Ernest Rutherford declar: "Cuando consideramos la extensin y la magnitud de sus descubrimientos y su influencia en el progreso de la ciencia y de la industria, no existen honores que puedan retribuir la memoria de Faraday, uno de los mayores descubridores cientficos de todos los tiempos.

MICHAEL FARADAYCARRERA CIENTIFICA DE MICHAEL FARADAYEn la Qumica: El primer trabajo de Faraday en el rea de la qumica fue como asistente de Humphry Davy. Faraday estaba especialmente interesado en el estudio del cloro, descubriendo dos nuevos compuestos de cloro y carbono. Tambin condujo los primeros rudimentarios experimentos sobre difusin de gases, fenmeno que haba sido previamente identificado por John Dalton. La importancia fsica de este fenmeno fue enteramente revelada por Thomas Graham y Johann Josef Loschmidt. Faraday tuvo xito al lograr licuar diversos gases, investig la aleacin del acero y produjo varios nuevos tipos de vidrio destinados a fines pticos. Un ejemplar de estos pesados cristales tomara posteriormente una gran importancia histrica; cuando Faraday ubic el vidrio en un campo magntico descubri la rotacin del plano de polarizacin de la luz. Este ejemplar fue tambin la primera sustancia que se encontr que era repelida por los polos de un imn.

Faraday invent una temprana forma del mechero de Bunsen, usado en todos los laboratorios de ciencia del mundo como una buena fuente de calor.21 22 Faraday trabaj ampliamente en el campo de la qumica, descubriendo sustancias qumicas tales como el benceno y condensando gases como el cloro. La licuacin de gases ayud a establecer que stos corresponden a vapores de lquidos con bajo punto de ebullicin, otorgando una base ms slida al concepto de agregacin molecular. En , Faraday report la primera sntesis de compuestos de cloro y carbono, el hexacloroetano (C2Cl6) y el tetracloroetileno (C2Cl4), publicando sus resultados al ao siguiente. Faraday tambin descubri la composicin del clatrato hidrato de cloro, que haba sido descubierto por Humphry Davy en 1810. Faraday es tambin responsable del descubrimiento de las leyes de la electrlisis y de introducir trminos como nodo, ctodo, electrodo e ion, propuestos en gran parte por William Whewell.

Faraday fue tambin el primero en descubrir lo que posteriormente sera llamado nanopartculas metlicas. En 1847 descubri que las propiedades pticas del coloide de oro diferan de aquellas del metal macizo. Esta fue, probablemente, la primera observacin registrada sobre los efectos del tamao cuntico, y podra ser considerado como el nacimiento de la nanociencia.Electromagnetismo : Faraday es mejor conocido por su trabajo relacionado con electricidad y magnetismo. Su primer experimento registrado fue la construccin de una pila voltaica con siete monedas de medio penique, apiladas junto a siete discos chapados en cinc y seis trozos de papel humedecidos con agua salada. Con esta pila pudo descomponer el sulfato de magnesio (primera carta a Abbott, 12 de julio de 1812). En 1821, poco despus del descubrimiento del fenmeno electromagntico por parte del fsico y qumico dans Hans Christian rsted, Davy y el cientfico britnico William Hyde Wollaston intentaron, sin xito, disear un motor elctrico. Faraday, habiendo discutido el problema con los dos hombres, persisti y logr construir dos dispositivos que producan, lo que l denomin, "rotacin electromagntica". Uno de ellos, conocido ahora como motor homopolar, produca un movimiento circular continuo ocasionado por la fuerza magntica circular en torno a un alambre que se extenda hasta un recipiente con mercurio que tena un imn en su interior; el alambre rota alrededor del imn cuando se le suministra una corriente elctrica desde una batera qumica. Estos experimentos e inventos conformaron las bases de la tecnologa electromagntica moderna. La emocin debida a estos descubrimientos llev a Faraday a publicar sus trabajos sin haberlos presentado previamente a Davy o Wollaston. La controversia resultante dentro de la Royal Society tens la relacin con su mentor Davy y pudo haber contribuido a que Faraday fuera designado para otras tareas, impidiendo su participacin en investigacin electromagntica durante varios aos.Desde su primer descubrimiento en 1821, Faraday continu su trabajo de laboratorio, explorando las propiedades electromagnticas de distintos materiales y desarrollando la experiencia requerida. En 1824, arm un circuito para estudiar si el campo magntico poda regular el flujo elctrico de un cable adyacente, pero no encontr tal relacin.Durante los siguientes siete aos, Faraday ocup la mayor parte de su tiempo perfeccionando la frmula de un cristal con cualidades pticas, el borosilicato de plomo, el cual utilizara en sus posteriores experimentos que lo llevaran a relacionar el fenmeno electromagntico con la luz. En su tiempo libre, Faraday continu publicando sus trabajos experimentales en ptica y electromagnetismo; mantuvo tambin correspondencia con cientficos que haba conocido en su viaje a travs de Europa con Davy y que tambin se encontraban investigando el electromagnetismo. Dos aos despus de la muerte de Davy, en 1831, Faraday dio inicio a la gran serie de experimentos que lo llevaran a descubrir la induccin electromagntica.El gran descubrimiento de Faraday vino cuando enroll dos solenoides de alambre alrededor de un aro de hierro, y encontr que cuando haca pasar corriente por un solenoide, otra corriente era temporalmente inducida en el otro solenoide. Este fenmeno se conoce como induccin mutua. Este aparato an se expone en la Royal Institution. En experimentos posteriores, Faraday not que si haca pasar un imn a travs de una espira de alambre, una corriente elctrica circulara a travs de este alambre. La corriente tambin flua si la espira era movida sobre el imn en reposo. Sus demostraciones establecieron que un campo magntico variable generaba un campo elctrico; esta relacin fue modelada matemticamente por James Clerk Maxwell como Ley de Faraday, que posteriormente se convertira en una de las cuatro ecuaciones de Maxwell, y que a su vez evolucionaran a un modelo ms general conocido como teora de campos. Faraday usara despus los principios que haba descubierto para construir el dnamo elctrico, ancestro de los actuales generadores y motores elctricos.En 1832, realiz una serie de experimentos con el objetivo de estudiar la naturaleza fundamental de la electricidad. Faraday utiliz "esttica", bateras y "electricidad animal" para producir el fenmeno de atraccin elctrica, electrlisis, magnetismo, etc. Concluy que, contrario a la opinin cientfica de la poca, la divisin entre varios "tipos" de electricidad era irreal. En vez de eso, propuso que slo un "tipo" de electricidad existe, y que valores variables de cantidad e intensidad (corriente y voltaje) produciran diferentes grupos de fenmenos.

Cerca del final de su carrera, Faraday propuso que la fuerza electromagntica poda extenderse en el espacio vaco alrededor de un conductor. Esta idea fue rechazada por sus pares cientficos, no pudiendo vivir lo suficiente para ver la aceptacin de su proposicin por parte de la comunidad cientfica. El concepto de Faraday de lneas de flujo saliendo desde cuerpos cargados e imanes provey una forma de visualizar los campos elctrico y magntico; ese modelo conceptual fue crucial para el exitoso desarrollo de dispositivos electromecnicos que dominaran la industria y la ingeniera por el resto del siglo XIX.Experimento de rotacin electromagntica de Faraday

Diagrama procedente del Diario de Faraday para ilustrar su descubrimiento de la induccin electromagntica. Faraday observ que al iniciarse una corriente

Diamagnetismo: En 1845, Faraday descubri que muchos materiales exhiban una dbil repulsin frente a campos magnticos: un fenmeno que denomin diamagnetismo.

Faraday tambin descubri que el plano de polarizacin de la luz linealmente polarizada poda rotarse debido a la aplicacin de un campo magntico externo alineado con la direccin de propagacin de la luz. Este fenmeno es llamado en la actualidad efecto Faraday. As lo hace constar en su libro de notas: "He, al fin, tenido xito en iluminar una curva magntica o lnea de fuerza y en magnetizar un rayo de luz".

En los ltimos aos de su vida, en 1862, Faraday utiliz un espectroscopio para estudiar la alteracin de las lneas espectrales en presencia de un campo magntico. El equipamiento disponible, sin embargo, no fue suficiente para una determinacin precisa del cambio espectral. Posteriormente, el fsico neerlands Pieter Zeeman utilizara un aparato mejorado para estudiar el mismo fenmeno, publicando sus resultados en 1897 y recibiendo el premio Nobel de Fsica en 1902. Tanto en su publicacin de 1897 como en su discurso de aceptacin del Nobel en 1902,Zeeman hizo referencia al trabajo de Faraday.Jaula de Faraday: En su trabajo en electricidad esttica, el experimento de la cubeta de hielo de Faraday demostr que la carga elctrica se acumula slo en el exterior de un conductor cargado, sin importar lo que hubiera en su interior. Esto es debido a que las cargas se distribuyen en la superficie exterior de tal manera que los campos elctricos internos se cancelan. Este efecto de barrera es conocido como jaula de Faraday.EXPERIMENTO DE LA JAULA DE FARADAY

EXPERIMENTO DE LA CUBETA DE HIELO

Los seis principios de FaradayDe una obra de Isaac Watts titulada The Improvement of the Mind -La mejora de la mente-, leda a sus catorce aos, Michael Faraday adquiri estos seis constantes principios de su disciplina cientfica:

Llevar siempre consigo un pequeo bloc con el fin de tomar notas en cualquier momento.Mantener abundante correspondencia.Tener colaboradores con el fin de intercambiar ideas.Evitar las controversias.Verificar todo lo que se dice.No generalizar precipitadamente, hablar y escribir de la forma ms precisa posible.

El efecto FaradayFaraday llev a cabo este descubrimiento en 1845. Consiste en la desviacin del plano de polarizacin de la luz como resultado de un campo magntico, al atravesar un material transparente como el vidrio. Se trataba del primer caso conocido de interaccin entre el magnetismo y la luz.Ley de FaradayLa ley de induccin electromagntica de Faraday (o simplemente ley 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 magntico que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.

Donde es el campo elctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magntico y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de estn dadas por la regla de la mano derecha.

Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realiz en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generacin de electricidad.

INDUCCIN ELECTROMAGNETICAQu es campo magnatico?

Se puede definir el campo magntico como la regin del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnticas.

Una carga en movimiento crea en el espacio que lo rodea, un campo magntico que actuara sobre otra carga tambin mvil, y ejercer sobre esta ultima una fuerza magntica.

Campo de fuerzas magnticas:Las limaduras y alfileres de hierro, dejados sobre una mesa, se mueven cuando se les acerca un imn. Si dicho imn se acerca a una brjula, la aguja se desva estas y otras ms demuestran que el espacio alrededor del imn adquiere propiedades especiales, ya que el imn es capaz de ejercer fuerzas en su entorno, es decir, el imn crea un campo de fuerzas. Segn esto, en el campo gravitatorio la fuerza se manifiesta sobre una masa, y en el campo elctrico sobre una carga elctrica. En el campo magntico no se dice sobre un polo magntico, sino sobre una aguja magntica o limaduras que siempre poseen dos polos. Esto es debido a que si se parte una aguja magntica o cualquier otro imn por su lnea neutra, se comprueba que cada una de las partes se comporta como un nuevo imn.

Si se siguen subdividiendo los nuevos imanes, todos los fragmentados obtenidos actan como un imn, con sus polos norte y sur bien diferenciados. Es decir en un imn no es posible separar dos polos magnticos. Se puede definir el campo magntico como la regin del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnticas.

La induccin electromagntica es la produccin de corrientes elctricas por campos magnticos variables con el tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenmeno introdujo una cierta simetra en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consigui reunir en una sola teora los conocimientos bsicos sobre la electricidad y el magnetismo. Su teora electromagntica predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnticas. Hertz comprob su existencia e inici para la humanidad la era de las telecomunicaciones.

Experimento de Faraday:En el experimento de Faraday, al cerrar el interruptor en el circuito 'primario', se produce una corriente en el secundario. Al cabo de un tiempo, la corriente cesa. Si entonces se abre el interruptor, vuelve a aparecer corriente en el secundario, la cual nuevamente cesa al cabo de un tiempo breve. Es importante recalcar que los circuitos primario y secundario se hallan fsicamente separados (no hay contacto elctrico entre ellos).Los resultados del experimento de Faraday (y muchos otros) se pueden entender en trminos de una nueva ley experimental, que se conoce como la ley de Faraday-Lenz..EJERCICIOUna bobina consta de 200 vueltas de alambre y tiene una resistencia total de 2 . Cada vuelta es un cuadrado de 18 cm de lado y se activa un campo magntico uniforme perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia linealmente de 0 a 0,5 tesla en 0,8 seg. Cual es la magnitud de la fem inducida en la bobina mientras esta cambiando el campo? DESARROLLOEl rea de una vuelta de la bobina es:Lado = 18 cm = 0,18 mA = 0,18m * 0,18m = 0,0324 m2El flujo magntico a travs de la bobina en t = 0 es cero, puesto que B = 0 en dicho momento. 2 = 0En t = 0,8 seg. El flujo magntico a travs de una vuelta de la bobina es: 1 = B * A1 = 0,5 T * 0,0324 m21 = 0,0162 T m2Por tanto, la magnitud de la fem inducida es:B = B 1 2 = 0,0162 T m 0 = 0,0162 T m 2 2N = 200 vueltas.t = 0,8 seg Aplicacin de la ley de Faraday en la vida cotidianaEn muchos aparatos de la vida cotidiana podemos apreciar la ley de Faraday, tan solo aparatos donde se utilice motores como licuadoras, generadores elctricos o simplemente aparatos destinados a utilizar el magnetismo como principio de funcionamiento, como el transformador que se encarga de cambiar el valor de voltaje efectivo mediante un ncleo magnetizado y la relacin de espiras entre su primario y secundario. Todo aquello que involucre campos magnticos cambiantes producir corriente y a su vez ser utilizado como aplicacin para la ley de Faraday.

CONCLUSIONEs Interesante cmo el hombre al conocer la forma de realizar algo, busca la manera para hacerlo a la inversa y poder regresar al punto de partida.

Siguen los asombros y descubrimientos en el campo del electromagnetismo, y Faraday no tena planeado quedarse atrs.

Faraday logr demostrar que acciones magnticas entre s pueden generar corrientes elctricas.

Y claramente se puede apreciar el cambios diferentes en el ampermetro; ya sea por la velocidad en la que el imn es introducido en la bobina, o por la bobina al acercarse al imn, y por la orientacin del polo magntico utilizado por el imn.

Se logra la comprensin de uno de los principios bsicos en la utilizacin del "Transformador"; un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, basndose en el fenmeno de la induccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un ncleo cerrado de material ferromagntico, pero aisladas entre s elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo.

Tambin es interesante las diferentes deducciones matemticas a las que Faraday pudo llegar despus de la realizacin de este experimento.

El mundo como lo conocemos en la actualidad no sera el mismo sin estos grandiosos descubrimientos.