Ley de Coulomb

Las primeras experiencias al medir la fuerza de atracción o repulsión entre cargas eléctricas puntuales, llegaron a la siguiente conclusión: «la fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales q1 y q2 es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa». K es la llamada constante de Coulomb.

Diferencias entre Campo Gravitatorio y Eléctrico

• Campo Eléctrico (CE): Es un campo vectorial / Campo Gravitatorio (CG): Es un campo vectorial.
• CE: Es un campo de fuerzas centrales y conservativo / CG: =.
• CE: Es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia / CG: =.
• CE: Las cargas eléctricas pueden ser + o – / CG: Las masas son siempre positivas.
• CE: Depende del medio / CG: Es universal.
• CE: Existen dipolos eléctricos / CG: No existen dipolos gravitatorios.
• CE: Hay inducción eléctrica / CG: No hay inducción gravitatoria.
• CE: Consiste en una perturbación del espacio que actúa sobre una carga eléctrica / CG: Consiste en una perturbación del espacio que actúa sobre una masa.

Acción del Campo Magnético sobre un Elemento de Corriente

La corriente eléctrica consiste en el desplazamiento ordenado de electrones por un conductor metálico. El sentido asignado es el opuesto al sentido real.

Campo Magnético Producido por una Carga en Movimiento

Los campos magnéticos no son exclusivos de los imanes, fue la experiencia de H.A. Rowland. Depende de los siguientes factores:

• De la carga que se mueve dq.
• De la velocidad que posee la carga v.
• Del seno del ángulo que forma la velocidad de la carga y la línea que une la carga con el punto donde medimos el campo.
• Del cuadrado de esa longitud.
• Del medio que se encuentre.

Propiedades Magnéticas de la Materia

El valor del campo magnético depende del medio material que rodee al conductor o al imán, debido a la interacción de los momentos magnéticos de los electrones de los átomos del material. Cuando una sustancia se coloca en un campo magnético los pequeños imanes atómicos tienden a orientarse en el campo y la sustancia presenta propiedades magnéticas, se dice que el material se ha magnetizado:

• Si la permeabilidad magnética es algo menor que la del vacío las sustancias son diamagnéticas.
• Si la permeabilidad magnética es algo superior a la del vacío o su permeabilidad relativa es algo mayor, son sustancias paramagnéticas.
• Si la permeabilidad es muy grande son ferromagnéticas.

Campo Magnético Creado por un Solenoide

El valor del campo magnético puede hacerse mucho mayor si en lugar de una espira se agrupa un gran número de ellas en forma de hélice, es un solenoide. Los campos magnéticos creados por cada una de las espiras en el interior se suman y dan como consecuencia líneas de campo paralelas y equidistantes. En el exterior las líneas de campo divergen y el campo es mucho más débil que en el interior. Depende de:

• La intensidad que recorre el circuito, i.
• El número de espiras por unidad de longitud.
• La permeabilidad magnética del medio.

Inducción Electromagnética

Introducción

Es la producción de corriente eléctrica mediante la variación de campos magnéticos, se conoce con el nombre de inducción electromagnética.

Flujo

El flujo era la medida del número neto de líneas de campo que atravesaban una superficie, la superficie S se divide mentalmente en superficies elementales dS, características:

• Un módulo que coincide con el área del infinitésimo dS.
• Una dirección que es la de la recta perpendicular al plano tangente a dS.
• Un sentido, el de la cara positiva.

a) E es perpendicular a la superficie S — forman ángulo 0.
b) E es paralelo a la superficie S — forman ángulo 90.
El flujo puede ser positivo o negativo.

Flujo Magnético

Se puede definir como el número neto de líneas de fuerza que atraviesan una superficie. dS es un vector perpendicular a la superficie y alfa es el ángulo del vector dS y del campo magnético B. El flujo magnético en una superficie cerrada es nulo.

Fuerza Electromotriz Inducida

¿Por qué el signo negativo? Es la aportación de Heinrich Friedrich a esta ley, e indica que el sentido de la f.e.m. inducida es tal que tiende a oponerse a la causa que la produce. Esta ley es solo una forma de enunciar el principio de conservación de la energía. Si la corriente inducida tuviese el sentido opuesto, la cara opuesta al polo norte del imán se comportaría como un polo sur, atrayendo al imán. De este modo se realiza un trabajo sobre el imán, a la vez que se produce corriente eléctrica, originando más trabajo. Estaríamos creando energía a partir de la nada y esto, por desgracia, no es posible.

Producción de Corriente Alterna

Una corriente alterna es aquella que cambia periódicamente de sentido yendo las partículas eléctricas en un sentido y volviendo al cabo de cierto tiempo en sentido contrario. Las corrientes alternas (alternadores).