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Campos eléctrico y magnético

28 de Jul de 2021
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  1. 0 República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Universidad Politécnica Territorial del Norte de Monagas “Ludovico Silva” Caripito Estado Monagas Técnicas de Alta Tensión CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO Profesora: Participantes: Daniela Pires Tomas Pereira. V-11.779.058 Jimi Rueda. V-21.696.028 Maturín, 01/02/2021.
  2. 1 INTRODUCCIÓN Los descubrimiento y la compresión de fenómenos tales como el comportamiento de un objeto en presencia de otro o que la materia estaba constituida por partículas elementales como los electrones, permitió a los científicos un mejor entendimiento de la naturaleza que nos ha conducido a grandes avances tecnológicos. Todos estos nuevos conocimientos deben ser comprendidos por una comunidad diferente a la científica. Como manejar ideas como: ¿qué entendemos por campo eléctrico y campo magnético? La relación que existe entre ambos; ¿qué son materiales dieléctricos y materiales magnéticos? ¿En dónde se emplean? y ¿cómo se deben usar? Para que no se reduzca a formulas y ejercicios. En este trabajo se presenta un enfoque alternativo fácil de comprender, ya que en la cotidianidad se le da uso a distintos elementos como cables, accesorios, condensadores, aislantes, cauchos, tarjetas de débito o crédito, discos duros y flexibles en ordenadores, todo tipo de transformador o motor, imanes (en todo vehículo se dispone de al menos veinte imanes distintos), sensores para la navegación de satélites artificiales de comunicación, etc. Después de una breve reflexión, a nadie se le escapará la importancia, las implicaciones económicas o la variedad de aspectos, tanto en la vida cotidiana como en aspectos más sofisticados, en donde se emplean materiales que presentan determinadas propiedades “dieléctricas” o "magnéticas". Y ¿en qué propiedades se basan sus aplicaciones? Sus características. A la respuesta de estas y otras cuestiones nos referiremos a continuación.
  3. 2 CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS Uno de los aspectos ambientales más estudiados por Red Eléctrica desde hace muchos años es, sin duda, el de los campos eléctricos y magnéticos por el interés e inquietud social que ha generado su posible incidencia en la salud. Un campo electromagnético es una zona donde existen campos eléctricos y magnéticos, creados por las cargas eléctricas y su movimiento, respectivamente. Los campos electromagnéticos se forman por el movimiento de cargas eléctricas y nuestro organismo está habituado a convivir con ellos. Las instalaciones eléctricas generan campos electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja (50 Hz ó 60 Hz) por lo que transmiten muy poca energía. CAMPO ELÉCTRICO Región del espacio en la que interactúa la fuerza eléctrica; es un campo físico que se representa por medio de un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se puede describir como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor (q) sufre los efectos de una fuerza eléctrica (F) dada por la siguiente ecuación: F= qE La presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal
  4. 3 modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza. El campo eléctrico se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico, definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta una carga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva). La definición más intuitiva del campo eléctrico se puede dar mediante la ley de Coulomb. Esta ley, una vez generalizada, permite expresar el campo entre distribuciones de carga en reposo relativo. Sin embargo, para cargas en movimiento se requiere una definición más formal y completa, se requiere el uso de cuadrivectores y el principio de mínima acción. Debe tenerse presente de todas maneras que desde el punto de vista relativista, la definición de campo eléctrico es relativa y no absoluta, ya que observadores en movimiento relativo entre sí medirán campos eléctricos o "partes eléctricas" del campo electromagnético diferentes, por lo que el campo eléctrico medido dependerá del sistema de referencia escogido. Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales:
  5. 4 La definición más intuitiva del campo eléctrico se puede dar mediante la ley de Coulomb. Esta ley, una vez generalizada, permite expresar el campo entre distribuciones de carga en reposo relativo. Sin embargo, para cargas en movimiento se requiere una definición más formal y completa, se requiere el uso de cuadrivectores y el principio de mínima acción. A continuación se describen ambas. Ley de Coulomb La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) midió cuantitativamente la atracción y repulsión eléctricas y dedujo la ley que las gobierna. Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que se exprese F, q, q’ y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·109 Nm2/C2.
  6. 5 Obsérvese que la ley de Coulomb tiene la misma forma funcional que la ley de la Gravitación Universal. Debe tenerse presente de todas maneras que desde el punto de vista relativista, la definición de campo eléctrico es relativa y no absoluta, ya que observadores en movimiento relativo entre sí medirán campos eléctricos o "partes eléctricas" del campo electromagnético diferentes, por lo que el campo eléctrico medido dependerá del sistema de referencia escogido. Ley de Gauss El teorema de Gauss afirma que el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada es igual al cociente entre la carga que hay en el interior de dicha superficie dividido entre e0. Para una línea indefinida cargada, la aplicación del teorema de Gauss requiere los siguientes pasos: 1.-A partir de la simetría de la distribución de carga, determinar la dirección del campo eléctrico. La dirección del campo es radial y perpendicular a la línea cargada
  7. 6 2.-Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de radio r y longitud L.  Flujo a través de las bases del cilindro: el campo E y el vector superficie S1 o S2 forman 90º, luego el flujo es cero.  Flujo a través de la superficie lateral del cilindro: el campo E es paralelo al vector superficie dS. El campo eléctrico E es constante en todos los puntos de la superficie lateral, El flujo total es, E·2p rL 3. Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerrada La carga que hay en el interior de la superficie cerrada vale q=l L, donde l es la carga por unidad de longitud. 4.-Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico El mismo resultado que hemos obtenido previamente, pero de una forma mucho más simple. Ejemplo de Campo eléctrico Campo eléctrico: Se denomina al espacio que forma un cuerpo cargado eléctricamente. Campo producido por una carga puntual: Se denomina al espacio donde una carga que pueda imaginarse concentrada en un punto produzca un campo
  8. 7 eléctrico. Líneas de fuerza: Son aquellas líneas trazadas en un campo eléctrico de una área cargada eléctricamente de tal modo que sean tangentes a ella en cada punto. Cabe destacar las siguientes propiedades de las líneas de fuerza:  No hay línea de fuerza que empiece o termine en el espacio que rodea las cargas.  Todas las líneas de fuerza divergen radialmente a partir de las cargas positivas, mientras que convergen radialmente hacia las cargas negativas.  Las líneas de fuerza nunca se cruzan. Intensidad del campo eléctrico: Es igual al cociente de dividirla fuerza (F) que recibe la carga de prueba entre su valor (q2), cuando la carga de prueba se coloca en el punto considerado. F=N q2=C E=N/C k=9x109 Nm2/C2 r=m E=F/q2=(k)q2/r2 Ejemplo de problema de aplicación: Calcular la intensidad del campo eléctrico de una carga de prueba de 3x10-8 C que recibe una fuerza de 7.2x1 0-10 N. E=F/q2=7.2x10-10 N/3x10-8 C=2.4 x 10-2 N/C Energía potencial eléctrica: Se denomina al trabajo necesario para mover una carga de un punto a otro dentro de un campo eléctrico. Potencial eléctrico: Es el trabajo que se lleva a cabo dentro de un campo
  9. 8 eléctrico para hacer pasar cargas eléctricas dentro del sistema. Potencial en un punto: Es el trabajo suministrado sobre la unidad de carga para llevarla desde un punto de energía potencial cero hasta el punto considerado. Las unidades de potencial eléctrico son: Volts (V). W=J V=V q=C V=W/q=q/r En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético. Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, solo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético. Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832. La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
  10. 9 ¿Sabías qué las líneas eléctricas generan campos electromagnéticos de una frecuencia extremadamente baja (50 Hz)? De hecho, el campo electromagnético de los tendidos en alta tensión es menor que la de electrodomésticos de uso común como la televisión, el móvil o el microondas. Los niveles que genera la Red Eléctrica se mantienen por debajo de los recomendados por el Consejo de la Unión Europea gracias a las medidas preventivas que se aplican en el diseño de las instalaciones. CAMPO MAGNÉTICO Te explicamos qué es un campo magnético, cómo se produce y cuáles son sus características. Además te contamos sobre el campo magnético terrestre.
  11. 10 Los campos magnéticos son dipolares, poseen un polo Norte y un polo Sur. Se llama campo magnético a un espacio en la cual tienen lugar fenómenos magnéticos debido a la influencia de un cuerpo con propiedades magnéticas, sea el caso de un imán o un material ferromagnético imantado. El campo magnético en la física se define también como una magnitud vectorial que da cuenta de la intensidad magnética, es decir, que expresa el fenómeno de la atracción entre un imán y determinados materiales (cobalto y hierro). Dichos imanes pueden ser de diferentes tipos de materiales, y tienen siempre un polo norte y un polo sur. El campo magnético no se trata de la fuerza en sí, sino de un espacio en el que esa fuerza se ejerce como resultado del movimiento de cargas eléctricas. En él actúan fuerzas sobre partículas cargadas en movimiento, lo que le da su carácter vectorial. El campo magnético se representa por el trazado de unas líneas imaginarias, las cuales reciben el nombre de líneas de fuerza magnética o líneas del campo magnético. Un campo magnético es la representación matemática del modo en que las fuerzas magnéticas se distribuyen en el espacio que circunda a una fuente magnética. Esta fuente puede ser un imán, una carga en movimiento o una
  12. 11 corriente eléctrica (muchas cargas en movimiento). Siempre que exista alguno de estos elementos, habrá un campo magnético a su alrededor, es decir, un campo de fuerzas magnéticas. Fuera de este campo no hay efectos magnéticos. Una característica fundamental de los campos magnéticos es que son dipolares: poseen un polo Norte y un polo Sur, a los que también se les dice polo positivo y polo negativo. A diferencia de los campos eléctricos que pueden generarse por cargas eléctricas (como un electrón), no existen “cargas magnéticas” que generen campos magnéticos. Siempre tienen asociados dos polos. Como consecuencia, las líneas del campo magnético son siempre cerradas, como en el caso del imán: salen del polo norte y llegan al polo sur. Característica del campo magnético  Tiene un polo norte y un polo sur.  Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen.  Se puede generar a partir de corrientes eléctricas en movimiento o de imanes.  Cuanto más cerca esté un campo magnético del punto de origen, mayor será su intensidad.  Su propagación ocurre a la velocidad de la luz.  Se representa con las llamadas líneas de campo magnético. Líneas del campo magnético La presencia de un imán altera el espacio que lo rodea y obliga a que se acomoden las limaduras de hierro siguiendo un patrón específico, es decir, obliga a que estas se alineen. Esta alineación no es azarosa sino que ocurre en dirección al campo magnético, lo que da lugar al registro de un espectro magnético.
  13. 12 Los extremos donde tales líneas se unen reciben el nombre de polos magnéticos. Las líneas externas del imán se registran de polo norte a polo sur, mientras que las internas lo hacen de polo sur a polo norte. Esto da lugar a líneas cerradas. Las líneas del campo magnético nunca se cruzan entre ellas. El vector B tiene el mismo sentido de la línea de campo de cada punto y es tangente a la misma. Su intensidad será mayor en el punto donde las líneas de concentren. Unidades del campo magnético En el Sistema Internacional, la unidad de campo magnético se denomina Tesla y se abrevia con el signo T. Un Tesla es igual a un weber por metro cuadrado. El campo magnético, en tanto cantidad vectorial, se representa con el siguiente signo: La intensidad del campo magnético se representa con el signo H y se expresa o se mide en amperios por metro. La fuerza del campo magnético se representa con la letra F, cuya unidad de medida es el newton (N). Por su parte, la masa del polo magnético se representa con la letra m. Intensidad del campo magnético Se llama intensidad del campo magnético a la fuerza que es ejercida en el campo sobre la unidad del polo Norte, aplicado en un punto. Para calcular la intensidad del campo magnético se aplica la siguiente fórmula: H = F/m.
  14. 13 Origendeuncampomagnético Para que exista un campo magnético debe existir una fuente de energía magnética (como un imán), una carga en movimiento o una corriente eléctrica. Estos elementos son los únicos capaces de crear un campo magnético y los únicos que pueden ser afectados por él. Una carga eléctrica (como un electrón moviéndose en el espacio) genera a su alrededor un campo magnético que ejercerá una fuerza sobre otra carga en movimiento. Lo mismo sucede con las corrientes eléctricas. El caso de los imanes es particular porque no hay cargas en movimiento involucradas, sino que estos materiales generan un campo magnético debido a ciertos fenómenos microscópicos de cierta complejidad. Según lo describen la Ley de Ampére y las ecuaciones de Maxwell, campos magnéticos y campos eléctricos suelen existir juntos en la naturaleza. Ciertos cambios en el tiempo de un campo magnético producen campos eléctricos. Un buen ejemplo de la coexistencia de estos dos campos son las radiaciones electromagnéticas, como la luz. La presencia de campos magnéticos puede comprobarse empleando un aparato conocido como magnetómetro. Tiposdecampomagnético Un electroimán se genera por el desplazamiento de las cargas de una corriente eléctrica.
  15. 14 Los campos magnéticos se pueden clasificar de acuerdo a su fuente de creación:  Campos magnéticos provenientes de un imán. Los imanes son materiales que tienen la particularidad de poseer un campo magnético permanente, creado por lo que en física se conoce como el spin de los electrones (puede entenderse pensándolo como un giro sobre sí mismos). Por otro lado, hay metales que pueden “convertirse” en imanes cuando son magnetizados por medio de un campo magnético externo.  Campos magnéticos provenientes de corriente. Toda carga en movimiento produce un campo magnético. Por eso, una corriente eléctrica también produce un campo magnético. Por ejemplo: los electroimanes (como el de la figura superior) son dispositivos en los que por medio de una batería se hace circular corriente por un cable enrollado en un metal. Esta corriente genera un campo magnético a su alrededor que magnetiza el metal y generando otro campo magnético. Así, los electroimanes se utilizan para generar campos magnéticos variables ya que cambiando la corriente, cambia el campo magnético Direccióndeuncampomagnético Las líneas del campo magnético nos indican su dirección.
  16. 15 La dirección de un campo magnético se puede describir empleando líneas o vectores, encargados de señalar la dirección hacia donde apuntan las fuerzas magnéticas. En la figura de arriba se pueden ver claramente las líneas del campo magnético generado por el imán, que indican la dirección de la fuerza con la que el imán interactúa con las partículas metálicas. El hecho de que el campo magnético posea dirección, implica que es un vector. Cualquier fuerza es una cantidad vectorial, es decir, representa una magnitud que posee una dirección y un sentido, como por ejemplo la velocidad. Como el campo magnético es proporcional a la fuerza magnética, entonces también es una cantidad vectorial. De hecho, resulta interesante notar que la fuerza magnética que siente una partícula en movimiento inmersa en un campo magnético es siempre perpendicular a la dirección de dicho campo y de su propia velocidad. Campomagnéticoterrestre El campo magnético terrestre desvía a las radiaciones provenientes del Sol.
  17. 16 Nuestro planeta posee un campo magnético natural, también llamado campo geomagnético. En el centro de la Tierra hay hierro fundido (por las altas temperaturas). Debido a la rotación terrestre, este líquido metálico está en constante movimiento, formando una corriente eléctrica (al moverse el metal, se mueven los electrones que lo componen). Esta corriente es la que produce el campo magnético terrestre que es tan intenso que escapa de la superficie de la Tierra. El campo magnético terrestre cumple un rol importantísimo ya que desvía radiaciones muy peligrosas para los seres vivos provenientes del Sol. Sin el campo magnético terrestre, la atmósfera sería destruida por rayos cósmicos. Con este campo interactúan las brújulas que empleamos para la navegación: su aguja magnetizada se alinea siempre con el campo magnético terrestre indicando el norte. Además, muchos animales migratorios utilizan el campo magnético del planeta para orientarse y movilizarse siempre en las mismas direcciones durante períodos específicos del año. Símbolo internacional de advertencia de campo magnético intenso (usado cualquiera sea su origen).
  18. 17 Comparación de B, H y M dentro y fuera de un imán de barra cilíndrico. Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. El término se usa para dos campos distintos pero estrechamente relacionados, indicados por los símbolos B y H, donde, en el Sistema Internacional de Unidades, H se mide en unidades de amperios por metro y B se mide en teslas o newtons por metro entre amperio. En un vacío, H y B son lo mismo aparte de las unidades; pero en un material con magnetización (denotado por el símbolo M), B es solenoidal (no tiene divergencia en su dependencia espacial) mientras que H es no rotacional (libre de ondulaciones). Los campos magnéticos se producen por cualquier carga eléctrica producida por los electrones en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas
  19. 18 magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos. Historia Si bien algunos materiales magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción que la magnetita ejerce sobre el hierro, no fue sino hasta el siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó plasmada, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo. Hans Christian Ørsted, Der Geist in der Natur, 1854 Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambió con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted. En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes. Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por una corriente eléctrica y también llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de brújula montada sobre una peana de madera.
  20. 19 Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja de la brújula. Se calló y finalizó las demostraciones, pero en los meses sucesivos trabajó duro intentando explicarse el nuevo fenómeno. ¡Pero no pudo! La aguja no era ni atraída ni repelida por la corriente. En vez de eso tendía a quedarse en ángulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la relación intrínseca entre el campo magnético y el campo eléctrico plasmada en las ecuaciones de Maxwell. Como ejemplo para ver la naturaleza un poco distinta del campo magnético basta considerar el intento de separar el polo de un imán. Aunque rompamos un imán por la mitad este "reproduce" sus dos polos. Si ahora volvemos a partir otra vez en dos, nuevamente tendremos cada trozo con los polos norte y sur diferenciados. En magnetismo no se han observado los monopolos magnéticos. Fuerza de Lorentz Al contrario que en los campos eléctricos, una partícula cargada que se encuentre en reposo en el interior de un campo magnético no sufre la acción de ninguna fuerza. Otra caso bien distinto se produce cuando la partícula se encuentre en movimiento, ya que por el contrario, en este caso, la partícula sí que experimentará la acción de una fuerza magnética que recibe el nombre de fuerza de Lorentz.
  21. 20 Por tanto, los campos magnéticos son generados por cargas en movimiento y sólo ejercen una acción sobre cargas eléctricas que se encuentran en movimiento. La ley de Lorentz establece que una partícula cargada q que circula a una velocidad v→ por un punto en el que existe una intensidad de campo magnético B→, sufrirá la acción de una fuerza F→ denominada fuerza de Lorentz cuyo valor es proporcional al valor de q, B→ y v→ se obtiene por medio de la siguiente expresión: F→=q·v→×B→ El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:  La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.  La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B. Desde un punto de vista físico, ambos son equivalentes en el vacío, salvo en una constante de proporcionalidad (permeabilidad) que depende del sistema de unidades: 1 en el sistema de Gauss, en el SI. Solo se diferencian en medios materiales con el fenómeno de la magnetización. Uso El campo H se ha considerado tradicionalmente el campo principal o intensidad de campo magnético, ya que se puede relacionar con unas cargas, masas o polos magnéticos por medio de una ley similar a la de Coulomb para la electricidad. Maxwell, por ejemplo, utilizó este enfoque, aunque aclarando que esas cargas eran ficticias. Con ello, no solo se parte de leyes similares en los campos eléctricos y magnéticos (incluyendo la posibilidad de definir un potencial escalar magnético), sino que en medios materiales, con la equiparación matemática de H con E, por un lado, y de B con D, por otro, se pueden establecer
  22. 21 paralelismos útiles en las condiciones de contorno y las relaciones termodinámicas; las fórmulas correspondientes en el sistema electromagnético de Gauss son: Fuentes del campo magnético Limaduras de hierro mostrando el campo magnético de un imán de barra producido por un imán debajo del papel. Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático, si es constante. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria. La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampére. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampére-Maxwell.
  23. 22 Ilustración de un campo magnético alrededor de un alambre a través del cual fluye corriente eléctrica. Como se puede ver en el dibujo, independientemente de que la carga en movimiento sea positiva o negativa, en el punto A nunca aparece campo magnético; sin embargo, en los puntos B y C el campo magnético invierte su dirección dependiendo de si la carga es positiva o negativa. La dirección del campo magnético viene dado por la regla de la mano derecha, siendo las pautas las siguientes:  En primer lugar se imagina un vector qv, en la misma dirección de la trayectoria de la carga en movimiento. La dirección de este vector depende del signo de la carga, esto es, si la carga es positiva y se mueve hacia la derecha, el vector +qv estará orientado hacia la derecha. No obstante, si la carga es negativa y se mueve hacia la derecha, el vector es -qv va hacia la izquierda;  a continuación, vamos señalando con los cuatro dedos de la mano derecha (índice, medio, anular y meñique), desde el primer vector qv hasta el segundo vector Ur, por el camino más corto o, lo que es lo mismo, el camino que forme el ángulo menor entre los dos vectores. El pulgar extendido indicará en ese punto la dirección del campo magnético.
  24. 23 CONCLUSIÓN Campos eléctricos tienen su origen en diferencias de voltaje: entre más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo que resulta. Campos magnéticos tienen su origen en las corrientes eléctricas: una corriente más fuerte resulta en un campo más fuerte. Un campo eléctrico existe aunque no haya corriente. Cuando hay corriente, la magnitud del campo magnético cambiará con el consumo de poder, pero la fuerza del campo eléctrico quedará igual. En el medio en que vivimos, hay campos eléctricos y magnéticos por todas partes, pero son invisibles para el ojo humano. Se producen campos eléctricos por la acumulación de cargas eléctricas en determinadas zonas de la atmósfera por efecto de las tormentas. Por su parte el campo magnético terrestre provoca la orientación de las agujas de las brújulas en dirección Norte-Sur y los pájaros y los peces lo utilizan para orientarse. Además de las fuentes naturales, en el espectro electromagnético hay también fuentes generadas por el hombre: Para diagnosticar la rotura de un hueso por un accidente deportivo, se utilizan los rayos X. La electricidad que surge de cualquier toma de corriente lleva asociados campos electromagnéticos de frecuencia baja. Además, diversos tipos de ondas de radio de frecuencia más alta se utilizan para transmitir información, ya sea por medio de antenas de televisión, estaciones de radio o estaciones base de telefonía móvil. La longitud de onda y la frecuencia determinan otra característica importante de los campos eléctricos y magnéticos. Las ondas electromagnéticas son transportadas por partículas llamadas cuantos de luz. Los cuantos de luz de ondas con frecuencias más altas (longitudes de onda más cortas) transportan más energía que los de las ondas de menor frecuencia (longitudes de onda más largas). Algunas ondas electromagnéticas transportan tanta energía por cuanto de luz que son capaces de romper los enlaces entre las moléculas. De las radiaciones que componen el espectro electromagnético, los rayos gamma que emiten los materiales radioactivos, los rayos cósmicos y los rayos X tienen esta
  25. 24 capacidad y se conocen como «radiación ionizante». Las radiaciones compuestas por cuantos de luz sin energía suficiente para romper los enlaces moleculares se conocen como «radiación no ionizante». Las fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre que constituyen una parte fundamental de las sociedades industriales (la electricidad, las microondas y los campos de radiofrecuencia) están en el extremo del espectro electromagnético correspondiente a longitudes de onda relativamente largas y frecuencias bajas y sus cuantos no son capaces de romper enlaces químicos. En presencia de una carga eléctrica positiva o negativa se producen campos eléctricos que ejercen fuerzas sobre las otras cargas presentes en el campo. La intensidad del campo eléctrico se mide en voltios por metro (V/m). Cualquier conductor eléctrico cargado genera un campo eléctrico asociado, que está presente aunque no fluya la corriente eléctrica. Cuanto mayor sea la tensión, más intenso será el campo eléctrico a una determinada distancia del conductor. Los campos eléctricos son más intensos cuanto menor es la distancia a la carga o conductor cargado que los genera y su intensidad disminuye rápidamente al aumentar la distancia. Los materiales conductores, como los metales, proporcionan una protección eficaz contra los campos magnéticos. Otros materiales, como los materiales de construcción y los árboles, presentan también cierta capacidad protectora. Por consiguiente, las paredes, los edificios y los árboles reducen la intensidad de los campos eléctricos de las líneas de conducción eléctrica situadas en el exterior de las casas. Cuando las líneas de conducción eléctrica están enterradas en el suelo, los campos eléctricos que generan casi no pueden detectarse en la superficie. Los campos magnéticos se originan por el movimiento de cargas eléctricas. La intensidad de los campos magnéticos se mide en amperios por metro (A/m), aunque en las investigaciones sobre campos electromagnéticos los científicos utilizan más frecuentemente una magnitud relacionada, la densidad de flujo (en microteslas, µT). Al contrario que los campos eléctricos, los campos magnéticos sólo aparecen cuando se pone en marcha un aparato eléctrico y fluye la
  26. 25 corriente. Cuanto mayor sea la intensidad de la corriente, mayor será la intensidad del campo magnético. Al igual que los campos eléctricos, los campos magnéticos son más intensos en los puntos cercanos a su origen y su intensidad disminuye rápidamente conforme aumenta la distancia desde la fuente. Los materiales comunes, como las paredes de los edificios, no bloquean los campos magnéticos. Los campos magnéticos se generan únicamente cuando fluye la corriente eléctrica. En este caso, coexisten en el entorno del aparato eléctrico campos magnéticos y eléctricos. Cuanto mayor es la intensidad de la corriente, mayor es la intensidad del campo magnético. Todos los materiales dieléctricos son aislantes, pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos. Este material si es sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en él un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales aislantes con los que suelen confundirse. Se denomina dieléctrico al material mal conductor de electricidad, por lo que puede ser utilizado como aislante eléctrico. Los materiales magnéticos son aquellos que poseen naturalmente propiedades de atracción o repulsión sobre otros materiales. Esta fuerza, conocida como magnetismo o fuerza magnética, es uno de los dos componentes de la radiación electromagnética y se produce por la alineación particular de los electrones en la materia, generando un campo magnético llamado dipolo (con un polo positivo y uno negativo).
  27. 26 BIBLIOGRAFÍA  MATERIALES MAGNETICOS COTEC. Primera edición: Marzo 2003.  Ley de Gauss - Wikipedia, la enciclopedia librees.wikipedia.org  Dielectricoses.slideshare.net  Significado de Campo magnético (Qué es, Concepto y Definición)  Significadoswww.significados.com  La ley de Coulombwww.sc.ehu.es  Ley de Coulomb - EcuRedwww.ecured.cu  Carga y Campo Eléctricoswww.etitudela.com  Física: principios de electricidad y magnetismo - COREReadercore.ac.uk  Campo Magnéticowww.experimentoscientificos.es  Campos eléctricos y magnéticos | Red Eléctrica de Españawww.ree.es  Ejemplo de Campo eléctricowww.ejemplode.com
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