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Conceptos básicos de electromagnetismo
Los imanes y la electricidad han sido objeto de fascinación de la humanidad desde siempre. Su abordaje inicial tomó cursos diferentes que llegaron a un punto de encuentro a finales del siglo XIX. Para poder entender de que va el electromagnetismo, repasemos algunos conceptos básicos.
Carga eléctrica
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de las partículas que constituyen la materia. La base de todas las cargas eléctricas reside en la estructura atómica. El átomo concentra en el núcleo protones positivos, y rodeando al núcleo se mueven electrones negativos. Cuando el número de electrones y protones es igual, tenemos un átomo con carga neutra. Cuando el átomo gana un electrón queda con una carga negativa (anión), y cuando pierde un electrón queda con carga positiva (catión).
Entonces se considera la carga del electrón como la unidad básica o quanta de la carga eléctrica. Esta es equivalente a 1,60 x 10 -19 coulomb (C), que es la unidad de medida de las cargas, en honor al físico francés Charles Augustin de Coulomb.
Campo eléctrico y campo magnético
Un campo eléctrico es un campo de fuerza que rodea a una carga o partícula cargada. Esto es, una partícula cargada afecta o ejerce una fuerza sobre otra partícula cargada que se encuentre en las inmediaciones. El campo eléctrico es una cantidad vectorial representada por la letra E cuyas unidades son voltio por metro (V/m) o newton por coulomb (N/C).
Por otro lado, el campo magnético se produce cuando hay un flujo o movimiento de cargas (una corriente eléctrica). Podemos decir entonces que es la región en donde actúan las fuerzas magnéticas. Así, un campo eléctrico rodea cualquier partícula cargada, y el movimiento de la partícula cargada crea un campo magnético.
Cada electrón en movimiento produce un diminuto campo magnético en el átomo. Para la mayoría de los materiales, los electrones se mueven en diferentes direcciones por lo que los campos magnéticos se anulan. En algunos elementos, como el hierro, el níquel y el cobalto, los electrones se mueven en una dirección preferencial, produciendo un campo magnético neto. Los materiales de este tipo son llamados ferromagnéticos.
Imanes y electroimanes
Un imán es el resultado de la alineación permanente de los campos magnéticos de los átomos en una pieza de hierro. En un pedazo ordinario de hierro (u otro material ferromagnético) los campos magnéticos están orientados al azar, por lo que no actúa como un magneto. La característica clave de los imanes es que poseen dos polos: norte y sur.
Un electroimán consiste de una pieza de hierro dentro de una bobina de alambre a través de la cual se puede hacer pasar una corriente. Cuando la corriente está encendida, los campos magnéticos de cada átomo que forman la pieza de hierro se alinean con el campo magnético producido por la corriente en la bobina de alambre, aumentando la fuerza magnética.
Inducción electromagnética
La Inducción electromagnética, descubierta por Joseph Henry (1797-1878) y Michael Faraday (1791-1867), es la producción de electricidad por medio de un campo magnético en movimiento. Al hacer pasar un campo magnético por una bobina de alambre u otro material conductor, se provoca un flujo de carga o corriente cuando el circuito está cerrado.
La inducción electromagnética es la base de los generadores y prácticamente de toda la potencia eléctrica producida en el mundo.
Espero que te ayude :)
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