ELECTRICIDAD IMANES LA ELECTRICIDAD Y LOS IMANES Tema 3 2ª Parte CORRIENTE ELÉCTRICA MAGNETISMO ELECTROMAGNETISMO Magnetismo Consiste en atraer objetos de hierro, cobalto o níquel Imán es el cuerpo que tiene magnetismo Campo magnético es la zona alrededor del imán donde atrae al hierro Polos del imán: son las zonas donde es mas fuerte el campo magnético, es decir, su atracción por el hierro Denominación de polos Se llaman NORTE y SUR debido a que cada uno se orienta hacia esos polos geográficos de la tierra La tierra es un gran imán porque contiene en su interior magnetita, por eso la brújula se orienta de forma que se cumple la ley de los polos LEY DE LOS POLOS Los del mismo nombre se repelen y los de distinto nombre se atraen. 1
Representación del campo magnético Se hace con líneas imaginarias que salen del polo norte y entran en el polo sur Es el camino que seguiría un polo N aislado Al fragmentar un imán siempre hay 2 polos No se puede tener un polo aislado Las líneas están mas juntas en los extremos del imán y mas separadas en el centro ELECTROMAGNETISMO Igual que un imán, la corriente eléctrica tiene magnetismo, porque: Al circular corriente en un conductor y poner una brújula, ésta se mueve y se sitúa perpendicular al conductor: hay polos magnéticos Al abrir el circuito, no pasa corriente y la brújula se orienta como al principio, paralela al cable: no hay polos magnéticos Al pasar la corriente, la brújula se mueve Si no pasa corriente, la brújula no se mueve Los imanes y la corriente Un imán también genera corriente en un conductor siempre que exista movimiento relativo de ambos Puede moverse el imán o el conductor La corriente cambia su polo + y al acercarse y alejarse el imán Se llama corriente inducida y es de tipo alterna. Se usan bobinas o electroimanes para los conductores 2
Bobina o Solenoide Conductor enrollado alrededor de un núcleo con aire u otro material. Cada vuelta se llama espira Cuantas mas espiras mas intenso es el campo magnético creado por la corriente Al cambiar los polos eléctricos, cambian los polos magnéticos de la bobina Si no pasa corriente deja de ser imán, los polos magnéticos desaparecen. Electroimán Es una bobina con hierro en su núcleo Es un imán mas fuerte que las bobinas Al igual que las bobinas: Si la intensidad de corriente aumenta es mas fuerte el campo magnético Se emplean en motores, alternadores, relés, aparatos de diagnóstico, etc Bobina o solenoide Electroimán, con hierro en el núcleo Núcleo sin hierro Inducción electromagnética Es la creación de una corriente alterna al acercarse y alejarse un imán en las proximidades de un conductor Se crea esta corriente por influencia del imán sobre el conductor, debido a que varía su campo magnético al moverse cerca de él Así se obtiene la corriente en los alternadores de las centrales eléctricas y llega a nuestras casas. No hay movimiento No hay corriente Hay movimiento Hay corriente Al acercarse, la corriente circula en un sentido Al alejarse, la corriente circulará en sentido contrario Los polos eléctricos + y cambiarán la corriente es alterna 3
Acercándose el imán, ALTERNADOR Genera corriente alterna La corriente creada tiene un sentido tal que los polos magnéticos de imán y bobina son iguales Alejándose el imán, La corriente creada tiene un sentido tal que los polos magnéticos de imán y bobina son distintos Función de las piezas del alternador Está formado por: imán y electroimán Estator: es el imán que suele estar fijo Rotor: es el electroimán que gira Por su función, se distinguen dos partes: Inductor: es el imán o estator Inducido: es el electroimán o rotor El resto de piezas son: colector de delgas y escobillas. Colector: anillos que están unidos a cada uno de los extremos del cable de la bobina, por donde sale/entra la corriente Delgas: son cada uno de los anillos del colector Escobillas: piezas conductoras que rozan con las delgas para recoger la corriente sin que se enreden los cables al girar el rotor. Funcionamiento del alternador Al girar ½ vuelta el inducido, la corriente creada va en un sentido En la otra ½ vuelta del inducido, la corriente va en sentido contrario En el colector, las delgas conducen la corriente alterna hasta las escobillas Las escobillas la transportan al circuito exterior 4
DINAMO Genera corriente eléctrica continua Tiene las mismas partes que el alternador y funciona igual que él Diferencias: las delgas del colector son dos semianillos para evitar: Que la corriente cambie de sentido cada ½ vuelta Que cada delga roce siempre con la misma escobilla Asi la corriente recogida es continua EL MOTOR ELÉCTRICO C.C. Tiene una entrada eléctrica y una salida mecánica Convierte así la energía eléctrica en energía mecánica Funciona también por el electromagnetismo Tiene pequeño tamaño y mucha velocidad Se emplea en juguetes, ventiladores a pilas, etc. COMPONENTES DEL MOTOR Estator: unido a la carcasa y es el inductor, formado por 1 o varios imanes Rotor: es el inducido, formado por 1 o varias bobinas Colector: lleva la corriente a las bobinas. Delgas: son las dos partes del colector, por ellas se cambia la polaridad de la bobina Escobillas, llevan la corriente al colector y rozan con él, evitan que se enrede el cable FUNCIONAMIENTO del motor Entra corriente por las delgas del colector y magnetiza a la bobina Se repele con el imán y esto le hace girar al rotor ½ vuelta Las delgas cambian de escobilla y cambian los polos + y -. Cambian también los polos N y S Se vuelve a repeler la bobina con el imán Gira otra ½ vuelta y así sucesivamente Hasta que se desconecte de la corriente. Cuando las escobillas coinciden con las ranuras, no pasa la corriente, pero sigue el giro de la bobina por la inercia del movimiento de la ½ vuelta 5
TRANSFORMADOR ELÉCTRICO Se emplean para aumentar o disminuir el voltaje en un circuito de C. ALTERNA Elementos del transformador Consta de 2 bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de láminas de hierro separadas una de otra por un aislante. Circuito PRIMARIO se conecta a c. alterna Circuito SECUNDARIO, aparece c. alterna de Voltaje mayor, menor o igual que en el circuito primario Funcionamiento La bobina primaria induce una corriente alterna en la del secundario Porque la c. alterna está cambiando muchas veces por segundo los polos Esto hace que su campo magnético cambie muchas veces por segundo Ocurre inducción electromagnética en la otra bobina y se crea c. alterna en ella El voltaje del 1º y del 2º es directamente proporcional al nº de espiras haz click Relación de transformación V1 / V2 = N1 / N2 N es el nº de espiras en el 1º y en el 2º V es el voltaje en el 1º y en el 2º La potencia que produce el 1º debe ser igual a la que proporciona el 2º. P1=P2 V1 I1 = V2 I2 I1es la intensidad en el 1º, e I2 en el 2º En realidad,se pierde parte de la energía Tipos de transformador De subida o elevador: N1<N2 V1<V2 De bajada o reductor: N1>N2 V1>V2 6
Utilidades del transformador RESUMEN En las centrales eléctricas se usan los de subida y al llegar a la ciudad los de bajada En aparatos se usan los de bajada para pasar los 220V hasta 16V, 12V, 5V, etc Se encuentran dentro de los adaptadores de corriente que tienen estos aparatos, como ordenadores, TV, cargador de móvil, etc VIDEO SOBRE ELECTROMAGNETISMO 7