390620079-Electricidad-y-Magnetismo-Final

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
TEMA: 
Electricidad y Magnetismo
 Santo Domingo-Ecuador
INTRODUCIÓN:
Durante muchos años las investigaciones de los fenómenos eléctricos y los magnéticos siguieron caminos diferentes hasta que en el siglo XIX un experimento cambió las cosas.
El efecto magnético de la corriente eléctrica lo descubrió, en 1820, el físico y químico Hans Christian Oersted, al parecer casualmente, mientras realizaba algunas experiencias durante una conferencia. Hasta ese momento se creía que los fenómenos eléctricos y los magnéticos no tenían nada que ver, se pensaba que eran de diferente naturaleza.
La unificación de los fenómenos eléctricos y magnéticos en el siglo XIX fue uno de los sucesos más significativos en la historia de la Física y del desarrollo de la ciencia en general; era una demostración más de la unidad del mundo, de las estrechas relaciones entre los fenómenos naturales.
Ese fue el comienzo del electromagnetismo y el camino transitado hasta nuestros días por los científicos en esta rama de la Física ha posibilitado en gran medida el desarrollo científico y tecnológico que disfrutamos en la sociedad moderna.
Objetivo general:
• Dar a conocer las propiedades de la electricidad y magnetismo, así como la forma en que se generan los campos eléctricos y su relación con los polos a través de la implementación del método científico para identificar su importancia en el desarrollo y bienestar de la humanidad.
Objetivos específicos:
• Consolidar nociones básicas de electricidad y magnetismo.
• Resolver problemas relacionados con circuitos eléctricos.
• Establecer el concepto de campo magnético como manifestación de las propiedades de la materia.
Marco Teórico:
La electricidad:
La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. Es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación. 
La electricidad se manifiesta mediante varios fenómenos y propiedades físicas: 
Carga eléctrica:
Es una propiedad de la materia que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión. La carga se origina en el átomo, que está compuesto de partículas subatómicas cargadas como el electrón y el protón. La carga puede transferirse entre los cuerpos por contacto directo o al pasar por un material conductor, generalmente metálico. El término electricidad estática se refiere a la presencia de carga en un cuerpo, por lo general causado por dos materiales distintos que se frotan entre sí, transfiriéndose carga uno al otro.
Corriente eléctrica: 
Se conoce como corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas. La corriente puede estar producida por cualquier partícula cargada eléctricamente en movimiento. Lo más frecuente es que sean electrones, pero cualquier otra carga en movimiento se puede definir como corriente. Según el Sistema Internacional, la intensidad de una corriente eléctrica se mide en amperios, cuyo símbolo es A.
Campo eléctrico:
Un campo eléctrico se crea por un cuerpo cargado en el espacio que lo rodea, y produce una fuerza que ejerce sobre otras cargas ubicadas en el campo. Un campo eléctrico actúa entre dos cargas de modo muy parecido al campo gravitatorio que actúa sobre dos masas. Como él, se extiende hasta el infinito y su valor es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Sin embargo, hay una diferencia importante: mientras la gravedad siempre actúa como atracción, el campo eléctrico puede producir atracción o repulsión. Si un cuerpo grande como un planeta no tiene carga neta, el campo eléctrico a una distancia determinada es cero. Por ello, la gravedad es la fuerza dominante en el universo, a pesar de ser mucho más débil.
Potencial eléctrico:
Una carga pequeña ubicada en un campo eléctrico experimenta una fuerza, y para llevar esa carga a ese punto en contra de la fuerza necesita hacer un trabajo. El potencial eléctrico en cualquier punto se define como la energía requerida para mover una carga de ensayo ubicada en el infinito a ese punto. Por lo general se mide en voltios, donde un voltio es el potencial que necesita un julio de trabajo para atraer una carga de un culombio desde el infinito. Esta definición formal de potencial tiene pocas aplicaciones prácticas. Un concepto más útil es el de diferencia de potencial, que se define como la energía requerida para mover una carga entre dos puntos específicos. El campo eléctrico tiene la propiedad especial de ser conservativo, es decir que no importa la trayectoria realizada por la carga de prueba; todas las trayectorias entre dos puntos específicos consumen la misma energía, y además con un único valor de diferencia de potencial.
Circuito eléctrico.
Un circuito eléctrico es una interconexión de componentes eléctricos tales que la carga eléctrica fluye en un camino cerrado, por lo general para ejecutar alguna tarea útil. 
Los componentes en un circuito eléctrico pueden ser muy variados, puede tener elementos como resistores, capacitores, interruptores, transformadores y electrónicos. Los circuitos electrónicos contienen componentes activos, normalmente semiconductores, exhibiendo un comportamiento no lineal, que requiere análisis complejos. Los componentes eléctricos más simples son los pasivos y lineales.
Ley de OHM:
La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo”, se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación:
Donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas, tenemos que:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).
La intensidad (en amperios) de una corriente es igual a la tensión o diferencia de potencial (en voltios) dividido o partido por la resistencia (en ohmios).
De acuerdo con la “Ley de Ohm”, un ohmio (1 Ω) es el valor que posee una resistencia eléctrica cuando al conectarse a un circuito eléctrico de un voltio (1 V) de tensión provoca un flujo o intensidad de corriente de un amperio (1 A) .
La resistencia eléctrica, por su parte, se identifica con el símbolo o letra (R) y la fórmula general (independientemente del tipo de material de que se trate) para despejar su valor (en su relación con la intensidad y la tensión) derivada de la fórmula general de la Ley de Ohm, es la siguiente:
Resistencia:
La resistencia es un dispositivo eléctrico que tiene la particularidad de oponerse al flujo de la corriente. Para medir el valor de las resistencias se usa un instrumento llamado óhmetro y las unidades en el S.I es el Ohm.
En general todo material presenta una resistencia natural, la cual depende de su estructura interna, las impurezas y composición atómica.
Resistividad:
La resistividad, también conocida como resistencia específica de un material. Se designa por la letra griega minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m).
Aunque también podemos medir en ohmios por mm²/m de manera de simplificar los cálculos y las conversiones de unidades. La resistividad describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.
Generalmente la resistividadde los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.
En esta ecuación:
R = es la resistencia del material
ρ =Resistividad eléctrica
L= largo 
A= es la sección Trasversal
La resistividad podemos entenderla como una medida de la oposición que presenta un material al flujo de una corriente. Esta resistencia interna está directamente relacionada con las vibraciones de las partículas internas, la composición atómica, en otras variables microscópicas. Cuando elevamos la temperatura de un material los átomos ganan energía interna (energía cinética) lo que produce una mayor probabilidad de choques entre ellas. Este fenómeno se traduce en el macro mundo como un aumento en la resistencia.
Magnetismo:
El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos producen fuerza de atracción o repulsión sobre los otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que tienen propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electro matización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.
El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como, por ejemplo, la luz.
Dipolos magnéticos:
Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la naturaleza, un dipolo. Este tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres se deben a que antes se usaban los imanes como brújulas, que interactuaban con el campo magnético terrestre para indicar el norte y el sur del globo.
Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se estabilizan con configuraciones de menor energía. Por lo tanto, cuando se encuentra en un campo magnético, un dipolo magnético tiende a alinearse solo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible y disminuye la energía recolectada en el campo al mínimo. Por ejemplo, dos barras magnéticas idénticas pueden estar una a lado de otra normalmente alineadas de norte a sur.
Electroimán:
Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente. Los electroimanes generalmente consisten en un gran número de espiras de alambre, muy próximas entre sí que crean el campo magnético. Las espiras de alambre a menudo se enrollan alrededor de un núcleo magnético hecho de un material ferromagnético o ferromagnético, como el hierro; el núcleo magnético concentra el flujo magnético y hace un imán más potente.
Electromagnetismo: 
Se denomina electromagnetismo a la teoría física que unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos. Sus fundamentos son obra de Faraday, pero fueron formulados por primera vez de modo completo por Maxwell, mediante cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales, conocidas como ecuaciones de Maxwell. Relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales: densidad de carga eléctrica, corriente eléctrica, desplazamiento eléctrico y corriente de desplazamiento.
Es como un carrete de hilo: el carrete correspondería al núcleo de hierro y el hilo al alambre que lleva la carga eléctrica. Los electroimanes son imanes artificiales que requieren de energía eléctrica para poder funcionar.
Métodos experimentales:
Experimento 1 :
Electrización por frotamiento.
La electrización por frotamiento es el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones producidos por un cuerpo eléctricamente neutro. Es cuando los objetos en estado normal tienen carga eléctrica positiva y negativa en igual cantidad y distribuida en forma uniforme, al frotar un objeto con otro las cargas eléctricas se separan y la carga eléctrica de uno pasa al otro y este distribuye uniformemente en sus cargas negativas.
Materiales 
· Sorbete 
· Base de vela 
· Aguja 
· Vaso 
 
Experimento 2 :
Fuerzas magnéticas 
Este experimento es simplemente una forma de visualizar la fuerza magnética de un imán: el efecto visual es que los alfileres están "levitando", pero en realidad simplemente están suspendidos en un punto en el que el campo magnético del imán todavía los atrae hacia este, pero los alfileres no pueden entrar en contacto con el imán porque están atados a los postes con hilo.
Materiales 
· Imán 
· Agujas 
· Hilo 
· Silicón
· Pinchos de madera
Experimento 3 :
Circuito eléctrico.
Ejercicio:
En una cuadra se requiere suministrar energía a dos casas y a un poste de alumbrado público, para lo que se realizó un circuito en paralelo con tres resistencias una de 1 kΩ; 1,2 kΩ; 220 Ω, que se encuentra alimentado por una batería de 9 voltios. Calcule a) la resistencia total de todo el circuito, b) el voltaje, c) la intensidad total.
Materiales:
· Protoboard
· Tres leds de alta intensidad
· Cable de cobre para puentes
· Tres resistencias (1 kΩ; 1,2 kΩ; 220 Ω)
· Una batería de 9 voltios
Procedimiento:
Se realiza el circuito en paralelo luego se procede a realizar la maqueta con las dos viviendas y el poste una vez hecho esto se conecta la batería correctamente y se puede observar cómo se encienden las casas y el poste.
 Ir I1 I2 I3
+ 9v 1KΩ 1,2KΩ 220Ω
- 
Datos:
R1: 1 kΩ
R2: 1,2 kΩ
R3: 220 Ω
V: 9 v 	 	
Rt:?
It:? 
Vt:?
Formulas:
	
Desarrollo: 
 
 Vt=	It*Req	
		 Rt: 156,76 Ω
 
 
 
 
	It: I1+I2+I3 
	 It: 9x10-3+7,5x10-3+40,9x10-3=57,4mA
Esquema:
	
Experimento 4:
 Motor eléctrico
Materiales:
· Cable de cobre sólido.
· Alambre de cobre n°26
· Cable USB con conector
· Imán
· Silicona
· Estaño para soldar
Procedimiento:
Se forman dos bases con el cable solido de tal forma que en un extremo se conecte la corriente y el otro como soporte de la bobina, luego se la pega en la tabla con silicona con el estaño pegar los cables del USB rojo y el cable negro a cada soporte, con el cable de cobre n°26 se realiza una pequeña bobina, se hace un soporte para el imán enfrente de la bobina de manera que el campo magnético este cerca de la bobina.se conecta el cable a la corriente y se coloca la bobina en la base y se puede notar como la energía eléctrica transmitida por el conector se convierte en energía mecánica.
Esquema:
Conclusiones:
· Se logró definir la electricidad, como una energía que es de gran utilidad para el desarrollo de nuestro mundo.
· Se dieron a conocer las propiedades y la forma como la Electricidad es aplicada en la actualidad.
· Después de realizar los experimentos, comprobamos que, al unir los polos iguales, las fuerzas se separan; caso contrario sucede con los polos contrarios; asimismo, que dichas fuerzas generan energías aplicables en la vida diaria ya que se utiliza en equipos médicos, deportivos, electrodomésticos, juguetes, transporte y telecomunicaciones, entre muchas otras, con un papel fundamental en la industria.
Recomendaciones:
· Se requiere tener bien hechas las conexiones antes de encender los equipos.
· Tener cuidado con el trato de los equipos y materiales.
Linkografia:
https://www.fisic.ch/contenidos/electromagnetismo/ley-de-ohm-y-resistencia/
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad_ley_Ohm.html
https://www.fisic.ch/contenidos/electromagnetismo/ley-de-ohm-y-resistencia/https://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml
http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/magnet/magnet_portada.html