De acuerdo con lo anterior se puede concluir que dos conductores paralelos que
transportan corrientes del mismo sentido se atraen.
Si los alambres son recorridos por corrientes de sentido contrario se
repelan.
GALVANÓMETRO
Uno de los primeros
dispositivos para medir la intensidad eléctrica fue el dispositivo denominado
galvanómetro.
El
hecho de que un campo magnético provoque un momento de torsión sobre una espira
se utiliza ampliamente en el galvanómetro, que es un dispositivo diseñado para
medir pequeñas intensidades.
Un
galvanómetro consta de una aguja que indica la medida. Esta aguja está
encargada de amplificar visualmente el movimiento de la espira, permitiendo la
lectura directa de la intensidad desplazándose frente a una escala graduada con
los valores de medida. En ocasiones esta escala tiene en su parte inferior un
espejo corrector de paralaje que permite evitar los errores de lectura del
dispositivo.
INTERACCIÓN ENTRE CONDUCTORES EN MOVIMIENTO Y CAMPOS
Se sabe que toda carga en movimiento o toda corriente
eléctrica generan un campo magnético en el espacio en que lo rodea.
Faraday se interesó por averiguar si el fenómeno inverso
se cumplía, es decir, si los campos magnéticos originaban corrientes.
Para ello Faraday experimentó para llegar al
descubrimiento del fenómeno de la inducción electromagnética.
En primer lugar, se observó que cuando un conductor MN
se desplaza con velocidad (v) y perpendicular al campo magnético (B), los
electrones libres que hay dentro del conductor estarán en movimiento en la
misma dirección de la velocidad de este y cada uno de ellos actuara una fuerza
magnética cuya magnitud es:
Como consecuencia de la fuerza continua ejercida sobre
los electrones, se produce acumulaciones de carga negativa en el extremo M
y positivo en el extremo N,
originando un campo eléctrico dentro del
conductor y por lo tanto, una diferencia de potencial llamada f.e.m.
inducida (ε)
Cuando una carga se encuentra en equilibrio la fuerza
eléctrica y magnética que actúan sobre estas son iguales, es decir
Donde E representa la
magnitud del campo eléctrico que aparece entre los extremos del conductor. Como
f.e.m inducida (ε) es igual al producto de la magnitud del campo (E)
por la distancia (L) entre las cargas que lo produce, se tiene:
ε = E.L pero como E = v.B se tiene:
Ahora, si se conectan los extremos MN del conductor con
un alambre a un amperímetro formando un circuito, se observa una corriente
eléctrica. La corriente producida por una f.e.m inducida se denomina CORRIENTES INDUCIDAS.
Cuando el conductor permanece
en reposo dentro del campo magnético o cuando el movimiento es paralelo a la
dirección de las líneas del campo no se produce corriente inducida, se requiere
que el conductor corte las líneas de campo.
Faraday también observó que al cerrar
o abrir el interruptor de un circuito se producía una variación de campo
magnético y por lo tanto, una f.e.m
inducida. Para explicarlo se valió del concepto del flujo magnético que
a continuación se ilustra.
El
flujo magnético (Ø) mide la cantidad de campo magnético que pasa a
través de determinada superficie. Se calcula por el producto del área (A) de
la superficie por la componente del campo (BN) normal a ella.
Como
BN se mide en , Wb/m2 y A en m2 entonces el Ø se medirá en Weber
en el sistema internacional.
Para
describir el experimento realizado consideramos dos espiras P y Q, colocadas cerca. La espira P está conectada a
una batería y Q a un amperímetro. Se
percibe que al cerrar el interruptor, el amperímetro indica una corriente en Q
pero de sentido contrario con respecto a la anterior.
Esto se debe a que el campo
creado por la corriente varía durante un corto tiempo.
La variación del campo da como
resultado una variación del flujo magnético sobre la espira, originándose así
una corriente inducida.
TALLER
1.Observa la solución del
siguiente problema
La figura muestra 3 hilos (A,B y C) rectilíneos de 1m
de longitud dispuestos de manera que sus ejes pasen por los vértices de un triángulo
equilátero. El alambre A transporta una corriente de 3A entrando al plano, el
alambre B transporta 6A saliendo del plano y el alambre C transporta 2A hacia
afuera del papel.
Hallar la magnitud de la
fuerza que se ejerce sobre el alambre C, debido a las corrientes que circulan
por los alambres a y b.
2.
La figura
muestra 2 alambres conductores rectilíneos paralelos que llevan corriente de
diferente sentido. Haz las configuraciones correspondientes, aplica la regla de
la mano derecha y aplica la fuerza que actúa sobre cada conductor.
SOLUCIÓN
3. Resuelve
los siguientes problemas:
a. Dos
alambres paralelos rectilíneos de 1.5m de longitud, se encuentran separados
0.5m y llevan corrientes de 0.3A y 0.8A
¿Qué fuerza ejercen entre sí?
b. La fuerza
de repulsión entre 2 conductores paralelos que llevan corrientes de 2A y 3A es
de 1.8 * 10-5N
¿Cuál debe
ser la distancia que los separa, si cada
conductor mide 3m?
c. Tres
conductores A,B y C rectilíneos de 0.5m de longitud están colgados como muestra
la figura.
Calcular
la fuerza resultante que actúa sobre cada uno de los conductores.
SOLUCIÓN
d. De acuerdo con la figura, calcular la fuerza resultante
que actúa sobre el conductor C, si cada uno tiene la longitud de 1m
SOLUCIÓN
