IIºEdicion

Lizmar Velásquez Diseñadora Industrial

FUERZA ELECTROMOTRIZ

INDUCIDA

Fisica Ecuaciones de Maxwell.

Corriente alterna

FUERZA ELECTROMOTRIZEl término fuerza elec-tromotriz se utiliza para referirse a la capacidad que tienen algunos apara-tos para movilizar la carga eléctrica.

Las pilas, los acumula-dores o baterías de au-tomóvil, el generador o al-ternador de un automóvil,

o de una represa hidro-eléctrica o de una planta termoeléctrica, las baterías solares de una nave espacial, los transformadores, son to-dos dispositivos o aparatos diseñados,Para poner la carga eléctrica en movimiento y se les llama fuentes de fuerza electromo-triz

FUERZA ELECTROMOTRIZ

FUE

RZ

A E

LEC

TRO

MO

TRIZ

La FEM y la corriente inducidas

poseen una dirección y sentido tal

que tienden a oponerse a la variación que las produce.

Faraday descubrio que:

se produce la FEM induci-

da en una espira o en un circuito com-pleto siempre que cambia la

cantidad de lineas de cam-po magnetico que pasa por el plano de la espira o

circuito.

NDUCIDA

Faraday determino que la FEM inducida es una bobina (que consiste en una seria de N de espiras) depende de la rapidez del cambio de la cantidad de lineas de campo magnetico que pasa por todas las vueltas.

Donde es el cambio de flujo que pasa por una espira, N es el nume- ro de vueltas del alambre. Y es el tiempo

Faraday

Una FEM induci-da es una espira o bobina de alambre tiene una di-rec-cion tal que la corrien-te que origi-na genera su propio campo magnético, que se opone al cambio del campo del flujo magnético que pasa por esa espira o bobina.

Cuando el iman en forma de barra se mueve hacia la espi-

ra, la fem inducida por ella produce una corriente en sentido contrario.

El campo mag-netico debido a la

corriente inducida en la espira produce un momento mag-netico u que ejerce una fuerza sobre el imán, oponiéndose a su movimiento hacia la derecha.

Ley d

e Len

zE= (4.44)(f)(N)(OMAXx10-8) = voltios

Cuando el pulgar de la mano derecha apunta en la direccion del campos inducido, los demás dedos apuntan en direc-ción de la corriente indicida. La fem inducida en un transformador es proporcional a factores: Flujo, frecuencia y nu-mero de espiras. La ecuacuion de la fem suponien-

do onda sinusoidal y unidades electro-magneticas (cgs)es:

donde f= frecuen-cia en ciclos x seg N= nº de espirasOmax= valor máx-imo de flujo (max-

well)

E= (4.44)(f)(N)(OMAXx10-8) = voltios

Regla de la mano derecha

Se denomina corriente alterna, a la corriente

eléctrica en la que la mag-nitud y el sentido varían

cíclicamente.En tanto, la manera en la

cual este tipo de corriente oscilará es en forma se-

noidal, es decir, una curva que va subiendo y bajando continuamente. Gracias a esta forma de oscilación la corriente alterna logra transmitir la energía de manera más eficiente.

La corriente alterna, simbolizada a partir de

las letras CA en el idioma español, se destaca además

por ser la manera en la cual la elec-tricidad ingresa a nuestros hog-ares, trabajos y por transmitir la señales de audio y de video a partir de los cables eléctricos correspon-

dientes que la

contienen.

Corriente al

te

rn

a

En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo

(numero de electrones) y además cambia de sentido de

circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz).Los receptores en corriente al-

terna (c.a.) se pueden comportar de 3 formas diferentes.

Receptores Resistivos puros. Solo tienen resis-

tencia pura. Se llaman receptores R.

Receptores Induc-tivos puros. Solo

tienen un componente inductivo puro (bobina).

Se llaman L.

Receptores Capacitivos puros. Solo tienen un componente

capacitivo (condensadores). Se llaman C.

Circuitos R, solo resistencia.Circuitos L, solo bobina.

Circuito C, solo condensador.

Corriente

Las ecuaciones de Maxwell

son un conjunto de cuatro

ecuaciones (ori-ginalmente 20

ecuaciones) que describen por

completo los fe-nómenos electro-magnéti-

cos.

Surgen de la teoría electro-

magnética y son el resumen esta teoría desde un punto de vista macroscópico.

Esas ecuaciones tienen la forma

más general:

Ecuaciones de Maxwell.

E [V/m] es la intensidad del campo eléctrico, H [A/m] es la intensidad de campo magnéti-co, D [C/m.2 ] es la densidad de flujo eléctrico, B [T] es la densidad de flujo, magnético, ρρ [C/m.3 ] es la densidad volumétrica de cargas libres

y J [A/m.2 ] es la densidad de corriente libre

Ecuaciones de Maxwell.

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 re-duce a la ley de Coulomb para cargas puntuales.

Que es la expresión diferencial de la ley de Faraday.

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 modificar-la para que no violase este principio dándole la forma

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