
Todo lo que debes saber sobre circuitos electromagnéticos principios y funcionamiento
Tal como se explica en la introducción, el electromagnetismo es la combinación de las fuerzas eléctrica y magnética, demostrando que la electricidad conlleva intrínsecamente al magnetismo. Esto quedará evidenciado en las siguientes secciones.
Introducción
En el ámbito de la física, se hallan diversos elementos que son de uso cotidiano en nuestra vida diaria, y uno de ellos es la electricidad. También conocida como circuito eléctrico, esta red de conexiones permite el paso de la corriente eléctrica y está compuesta por distintos componentes, elementos y leyes. Desde los años 1800 hasta principios del siglo XX, la humanidad ha incorporado la electricidad como un elemento fundamental en todos los hogares, desde la iluminación hasta los electrodomésticos.
Asimismo, el electromagnetismo es una disciplina de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una única teoría, cuyos principios fueron establecidos por Michael Faraday y formulados en su totalidad por James Clerk Maxwell.
La energía electrostática y el electromagnetismo pueden ser observados cuando se realizan frotamientos entre materiales o elementos con electricidad. Esto produce una reacción magnética que atrae a objetos más pequeños y de menor volumen. Sin duda, la electricidad y el electromagnetismo han revolucionado nuestras vidas y se han convertido en elementos esenciales en nuestro día a día.
Electrodinámica clásica
En el ámbito de la física, se ha realizado un estudio exhaustivo sobre los campos eléctricos y magnéticos estáticos. Sin embargo, a fines del siglo XIX, se descubrió que estos campos están intrínsecamente relacionados. De esta forma, se determinó que un campo eléctrico en movimiento, es decir, una corriente eléctrica variable, genera un campo magnético y, a su vez, la presencia de un campo magnético implica la existencia de un campo eléctrico. Por lo tanto, es esencial definir la fuerza ejercida por un campo magnético sobre una partícula cargada en movimiento, lo que nos lleva a la combinación de ambas fuerzas en lo que hoy en día se conoce como la fuerza electromagnética.
En términos clásicos, al establecer un sistema de referencia, es posible descomponer los campos eléctricos y magnéticos del campo electromagnético. No obstante, si consideramos a un observador en movimiento relativo con respecto al sistema de referencia, este medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes del mismo fenómeno electromagnético. A pesar de que el campo eléctrico y la inducción magnética son cantidades vectoriales, su comportamiento no es el de una magnitud física vectorial, sino que se combinan en un ente físico distinto llamado tensor. En este caso, nos referimos al tensor de campo electromagnético.
La explicación completa sobre el funcionamiento de un sistema electromagnético
¿Qué es un circuito electromagnético? Un circuito electromagnético es un sistema que utiliza corrientes eléctricas para crear campos magnéticos y viceversa. Este tipo de circuito requiere una serie de elementos fundamentales para su correcto funcionamiento. En este artículo, te explicaremos cuáles son estos elementos esenciales para que un circuito electromagnético pueda operar adecuadamente.Todos estos elementos son fundamentales y deben ser cuidadosamente seleccionados y conectados para que el circuito pueda cumplir su función.
Qué es un imán
Clasificación de los imanesLos imanes son objetos que presentan propiedades magnéticas y se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. Se pueden clasificar en permanentes, que mantienen su magnetismo a lo largo del tiempo, o temporales, que sólo tienen un campo magnético cuando se les aplica una fuerza externa.
Polos magnéticosLos imanes tienen dos zonas específicas donde su fuerza magnética es más potente, conocidas como polos magnéticos. Estos polos, ubicados en los extremos del imán, se denominan norte y sur.
Interacción entre imanesUna de las propiedades fundamentales de los imanes es su capacidad de interactuar entre sí. Un polo norte se rechaza a otro polo norte, al igual que dos polos sur. Por otro lado, un polo norte y un polo sur se atraen mutuamente. Esta atracción y repulsión se debe a las líneas de campo magnético que van del norte al sur y juegan un papel importante en esta interacción.
Curva de histéresis magnética
Magnetización y curva de histéresis: La magnetización de un material se determina mediante su curva de histéresis, la cual presenta características similares independientemente del material en cuestión.
Características comunes: La forma de la curva de histéresis siempre tiene características similares, sin importar el material específico.
Fuerza electromagnética
Cuando una carga eléctrica se encuentra en movimiento, se produce un campo eléctrico y un campo magnético a su alrededor. Dicho campo magnético genera una fuerza que actúa sobre cualquier otra carga eléctrica que se encuentre en su rango de acción. Esta fuerza es conocida como fuerza electromagnética.
Si consideramos un hilo conductor rectilíneo a través del cual circula una corriente eléctrica y que atraviesa un campo magnético, se va a generar una fuerza electromagnética en el hilo. Esto se debe a que el campo magnético ejerce una fuerza sobre las cargas eléctricas en movimiento.
En el caso de que en lugar de un hilo rectilíneo tengamos una espiral rectangular, se producirá un par de fuerzas de igual magnitud, pero de sentido opuesto, situadas en los dos lados perpendiculares al campo magnético. Sin embargo, esto no provocará un movimiento lineal, sino que la espiral girará sobre sí misma.
La Ley de FaradayLenz Comprendiendo la Generación de Corriente por Inducción Electromagnética
La inducción electromagnética es un proceso en el cual campos magnéticos cambiantes generan corrientes eléctricas. Este fenómeno está estrechamente relacionado con el descubrimiento realizado por Oersted, pues es la presencia de un campo magnético el que da lugar a la aparición de corrientes eléctricas. Además, la velocidad de las variaciones en el flujo magnético tiene un impacto directo en la intensidad de la corriente eléctrica.Basándose en el principio de conservación de la energía, Michael Faraday propuso que un campo magnético también podría generar una corriente eléctrica de la misma manera que una corriente eléctrica es capaz de producir un campo magnético. Fue en 1831 cuando realizó una serie de experimentos que le permitieron descubrir la inducción electromagnética. Concluyó que, al mover un imán a través de un circuito cerrado de alambre conductor, se produce una corriente eléctrica inducida. También comprobó que esta corriente se podía generar al mover el alambre sobre un imán que se mantuviera inmóvil.