Magnetismo y dilatación

Desarrolle el siguiente taller

1.- Conteste F o V según corresponda:

a.- Los imanes ejercen fuerzas sobre los alambres conductores de corriente.   (     )

b.- Toda corriente eléctrica produce campos magnéticos.                                        (     )

c.- El transformador convierte bajos voltajes  en altos voltajes.                               (     )

d.- Los voltímetros se colocan en serie  para medir voltajes.                                     (     )

e.- Los amperímetros se colocan en serie dentro de un circuito

para medir corrientes.                                                                                                       (      )

f.- Dos cargas de igual signo cuando se acercan producen

un campo magnético.                                                                                                        (      )

g.- En general un sólido se dilata más que un líquido para determinado cambio

de temperatura.                                                                                                                  (     )

h.- Si un objeto sufre expansión térmica, todos los agujeros que contiene

también se expanden.

2.- Grafique los esquemas de conexión para un voltímetro  y un amperímetro.

3.-  Resuelve los siguientes problemas:

Si la temperatura ambiente fuera de 70 ° F ¿sentirías calor o frío?  ¿Qué temperatura indicaría un termómetro  graduado en la escala Celsius o Centígrada?

4.- Convierte las siguientes temperaturas.

a.- 24 ° C a kelvin                                                 210 ° C a  Kelvin

5.-  Convierte la  siguiente temperatura.

a.-  50° C a F    

6.- Resuelve el siguiente problema

Un termómetro de la escala Fahrenheit mide la temperatura corporal de 98°F  ¿Cuál es la lectura en grados Celsius (°C)?

7.- Observe las escalas de temperatura y determine los puntos de congelación y de ebullición

 

8.-  ¿Cuál es la diferencia entre dilatación lineal y superficial?

9.- Resuelve el siguiente problema

a. Una varilla de hierro  tiene una longitud de 5m  a una temperatura de 15°C ¿Cuál será su longitud al aumentar  su temperatura a 25 °C?  coeficiente de dilatación del Fe es 1.2 x 10^{- 5}

b.- Se corta un orificio con un área de sección transversal de 100 cm² en un trozo de acero a 20°   C ¿Cuál es el área del agujero si el acero se calienta de 20 ° C a 100°C? coeficiente de dilatación del acero  es 1.2 x 10^-5

10.- Establezca la diferencia entre calor y temperatura. Escriba un ejemplo

Fuente de imagen:  //www.google.com.ec/search?q=escalas+de+temperatura&rlz=1C1KMZB_enEC568EC622&espv=2&biw=1366&bih

La dilatación de los cuerpos

Por qué se dilatan los cuerpos?

Cuando un cuerpo aumenta su temperatura, las partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse. Es por ello que el cuerpo necesita aumentar su volumen.

La dilatación térmica es el proceso por el cual los cuerpos aumentan su volumen cuando se aumenta su temperatura.

Cuando en lugar de aumentar, la temperatura disminuye, el volumen del cuerpo también lo hace, hablándose en estos casos de contracción térmica.

Estos fenómenos son especialmente importantes a la hora de fabricar determinadas estructuras como por ejemplo las vías de tren. Las industrias que fabrican los rieles los entregan con una longitud de unos 12 m. Es necesario unirlos (generalmente abulonados) para formar las vías. Durante el día la temperatura ambiente que pueden llegar a soportar ronda entorno a los 40° e incluso el acero puede alcanzar una temperatura muy superior. Dicha temperatura provoca dilataciones en las vías favoreciendo que en las uniones se provoquen deformaciones. Por esta razón,  justamente en dichas uniones se deja una separación de unos 5 mm denominado junta de dilatación. 

El problema de esta separación es que es incompatible con el desplazamiento de los trenes de alta velocidad (250 km/h) ya que generan mucho ruido al circular el tren por ellas y las ruedas y rieles sufrirían roturas. La tecnología moderna ha logrado soldaduras especiales que absorben las dilataciones, por lo tanto hay tramos de muchos kilómetros (varias decenas) sin separaciones aunque en las cercanías de las estaciones de ferrocarril se siguen utilizando ya que por esas zonas los trenes deben disminuir mucho su velocidad.

Fuente:  ://www.fisicalab.com/apartado/dilatacion-termica#contenidos

Elaborar un electroimán

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=9Rjd7SeAzG8

La tierra es un imán

El hecho de que una brújula se orienta siempre con su polo Norte magnético apuntando hacia el Norte geográfico de la Tierra fue observado por primera vez por el médico y científico inglés Gilbert en el año 1600 por lo que se concluye quela Tierra funciona como un gigantesco imán permanente. La razón por la que la Tierra (y otros planetas) producen un campo magnético es todavía objeto de controversia, aunque es admitido que está relacionado con la existenca de iones y material ferromagnético en el núcleo y con la velocidad de rotación.

Como los polos opuestos se atraen, significa que el Polo Norte geográfico de la Tierra es en realidad el Polo Sur magnético y viceversa (en realidad no coinciden exactamente, están separados unos 1800 km). Las líneas de campo magnético terrestre salen entonces del Polo Sur geográfico y entran por el Polo Norte, y la intensidad del campo es en promedio de 0.5 G (0.3 G en el ecuador y 0.7 G en los polos).

Mediante el estudio de rocas de ferromagnéticos, se conoce que la orientación del campo magnético terrestre se ha invertido a lo largo de los años: en los últimos cinco millones de años se han producido más de veinte inversiones, la más reciente hace 700.000 años. Actualmente la fuerza del campo magnético terrestre ha disminuido un 10% en los últimos 160 años según algunos científicos de laUnión Geofísica Americana (AGU), por lo que se piensan que se puede producir una nueva inversión en unos 2000 años.

La existencia del campo magnético terrestre nos protege de las radiaciones del espacio, ya que las partículas cargadas quedan atrapadas en las líneas campo magnético (cinturones de Van Allen). Además, este hecho provoca las auroras boreales y australes, ya que debido a colisiones de estas partículas con los iones de gases que hay en la atmósfera, se producen emisiones de energía en el espectro visible generando imágenes de colores. Aquí tienes algunas fotos y unvídeo de este fenómeno tan espectacular.

Fuente:  http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnet/tierraiman.html

Funcionamiento de los transformadores

Un transformador es una máquina estática de corriente alterno,  que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.

Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.

El electromagnetismo es la parte de la electricidad que estudiala relación entre los fenómenos eléctricos y los fenómenos magnéticos. Los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relación fue descubierta por casualidad.

Así, hasta esa fecha el magnetismo y la electricidad habían sido tratados como fenómenos distintos y eran estudiados por ciencias diferentes. Sin embargo, esto cambió a partir del descubrimiento que realizó Hans Chirstian Oersted , observando que la aguja de una brújula variaba su orientación al pasar corriente a través de un conductor próximo a ella. Los estudios de Oersted  sugerían que la electricidad y el magnetismo eran manifestaciones de un mismo fenómeno: las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.

El electromagnetismo es la base de funcionamiento de todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.

Fuente: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos

Leyes de Kirchhoff

Definiciones

Nodo: Punto de un circuito en el que se unen tres o más conductores.
Rama: Parte del circuito unida por dos nodos.
Malla: Recorrido cerrado dentro de un circuito.

Ley de nodos

La suma algebraica de las corrientes en un nodo es igual a cero.



I1 – I2 – I3 = 0

Ley de mallas

La suma de todas las caídas de tensión en un malla es igual a la suma de todas las tensiones aplicada




VAB = V1 + V2 + V3

Fuente:  http://www.fisicapractica.com/metodo-mallas.php

símbolos de los circuitos eléctricos

Fuente:  http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos

27/09/2015
Objetivo: Definir la ley de ohm mediante su análisis para valorar sus múltiples aplicaciones

Ley de Ohm

V, I, y R, los parámetros de la ley de Ohm

La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial  que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente  que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica ; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre  e :

La fórmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente, y en la misma, corresponde a la diferencia de potencial,  a la resistencia e  a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A).

Algunas aplicaciones de la ley

La importancia de esta ley reside en que verifica la relación entre la diferencia de potencial en bornes de una resistencia o impedancia, en general, y la intensidad de corriente que circula a su través. Con ella se resuelven numerosos problemas eléctricos no solo de la física y de la industria sino también de la vida real como son los consumos o las pérdidas en las instalaciones eléctricas de las empresas y de los hogares. También introduce una nueva forma para obtener la potencia eléctrica, y para calcular la energía eléctrica utilizada en cualquier suministro eléctrico desde las centrales eléctricas a los consumidores. La ley es necesaria, por ejemplo, para determinar qué valor debe tener una resistencia a incorporar en un circuito eléctrico con el fin de que este funcione con el mejor rendimiento.

Fuente: www.wikipedia.org/ley de ohm