Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C”




descargar 125.28 Kb.
títuloComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C”
página1/3
fecha de publicación09.03.2016
tamaño125.28 Kb.
tipoComplejo educativo
med.se-todo.com > Ley > Complejo educativo
  1   2   3


COMPLEJO EDUCATIVO “SAN FRANCISCO” GUIA DE CIENCIAS NATURALES Profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C”asis



Fenómenos de Electromagnéticos (Parte No. 1)
Objetivos de la unidad: Experimentar y describir correctamente algunos fenómenos magnéticos y electromagnéticos, analizando y utilizando las leyes físicas que les ayuden a explicar sus propiedades y valorar su aplicación en la vida cotidiana.

Indicadores de Logros:
4.1 Indaga y explica con interés el origen del campo magnético de la Tierra y el de algunos materiales del entorno.
4.2 Representa, analiza y explica adecuadamente la Ley de Gauss para el magnetismo.
4.3 Interpreta y resuelve con persistencia problemas relacionados con la fuerza magnética.
4.4 Describe con interés las fuentes del campo magnético y su acción cobre campos y corrientes eléctricas.
4.5 Resuelve con seguridad problemas para calcular el campo magnético
4.6 Explica correctamente el origen atómico del campo magnético
4.7 Indaga y clasifica con certeza los distintos tipos de imanes determinando sus propiedades: atracción, repulsión, inducción, fuerza, polarización, entre otras.
4.8 Explica y valora la importancia de la integración de los fenómenos eléctricos y magnéticos en las aplicaciones tecnológicas.
4.9 Explica con interés y curiosidad las leyes de Faraday y Lentz y sus aplicaciones para el desarrollo tecnológico
4.10 Calcula con seguridad el flujo magnético que pasa a través de un espiral
4.11 Experimenta y explica con interés el fenómeno de autoinducción.
4.12 Indaga, construye bobinas y explica con interés la generación de corriente alterna utilizando las leyes de Faraday y Lentz
4.13 Indaga y describe con interés los diferentes tipos de transformadores, funcionamiento y usos en la vida cotidiana.
4.14 Indaga, explica y construye con creatividad aparatos electromagnéticos: motor eléctrico, timbres, electroimán, generadores y otros.


A muchas personas les ha interesado el comportamiento de los imanes y desde hace ya más de un siglo el conocimiento y aplicación de los mismos, ha permitido el descubrimiento y elaboración de la Teoría de electromagnetismo.

Para conocer algunos datos básicos sobre este interesante tema analiza el siguiente texto:

Desde tiempos remotos, el hombre conocía las piedras imanes de la región de Magnesia. El estudio de las propiedades de estas piedras se llamó magnetismo.
Durante siglos se consideró que los fenómenos magnéticos y eléctricos eran de naturaleza diferente, sin nexo; pero en la primavera de 1820 el científico danés Hans Christian Oersted (1777-1851), preparando una de sus clases de física, realizó una observación muy sencilla: una corriente eléctrica cambia la orientación de una brújula.

El 20 de julio de 1820, Oersted comunicó al mundo científico, en un breve escrito en latín, que había descubierto el puente entre la electricidad y el magnetismo. Este fue el punto de partida para que científicos como André Ampéré y Michael Faraday, elaboraran la teoría del electromagnetismo.
Relación del magnetismo y la electricidad
El magnetismo está tan íntimamente ligado y es tan importante para la electricidad que a menudo se llaman gemelos. La electricidad depende tanto del magnetismo, que sin él, muy pocos de nuestros modernos aparatos serían posibles. Sin la ayuda del magnetismo sería imposible generar y transmitir energía en cantidades suficientemente grandes como para cubrir las necesidades de la industria y nuestros hogares.
Magnetismo, imanes y materiales magnéticos
Generalmente se define el magnetismo como la propiedad o poder de un material para atraer y retener piezas de hierro y acero. Aunque se considera el magnetismo como “el estudio de todas las propiedades y acciones de los imanes y materiales magnéticos.
Se define un imán como un cuerpo que tiene la propiedad de la polaridad y el poder de atraer el hierro y el acero.
Materiales magnéticos son aquellos que son atraídos por un imán; pueden o no tener el poder de atraer a otros materiales magnéticos.
Esta definición nos lleva a la conclusión de que todos los imanes son materiales magnéticos, pero no todos los materiales magnéticos son imanes.

Campo magnético.
Las propiedades del imán no se limitan al imán en sí, sino que también influyen en la zona que los rodea. Esto se puede demostrar, espolvoreando limadura de hierro sobre un cristal o sobre un papel y colocar una barra imantada. Las limaduras de hierro tomarán una posición especial, se ordenan en líneas concéntricas.

Consigue un imán y haz la experiencia: espolvorea la limadura de hierro sobre un cristal o sobre un papel ¿Qué ocurre?

Principios del magnetismo y pruebas que apoyan a cada principio.


Principio

Prueba

1. Los imanes atraen ciertos materiales; estos materiales se llaman materiales magnéticos


Reúne pedazos pequeños de materiales diversos como: plástico, madera, vidrio, papel, metal. Acerca uno y otro extremo de un imán alternante a los materiales y observa que efecto tiene sobre alguno de ellos, La prueba sugiere que los imanes atraen ciertos materiales que contienen hierro, acero, níquel y cobalto. A estos materiales se les llama: magnéticos.

2. Los imanes tienen dos regiones llamados polos, donde se concentra su fuerza de atracción o magnetismo.

Prueba qué parte de un imán de barra o de herradura atrae con más fuerza los materiales magnéticos. Notarás que son extremos a los cuales se les da el nombre de polos magnéticos.

3. El magnetismo parece “atravesar” los materiales que no son magnéticos.


Coloca un imán suspendido en un soporte. En la base del soporte amarra un clip con un hilo muy delgado de modo que entre el clip y el imán quede un espacio de½ centímetro. Por ese espacio coloca delgadas láminas de diversos materiales: vidrio, papel, madera aluminio, hierro, plástico, etc. Solo el hierro provoca cierto efecto sobre el clip. ¿Por qué?

4. El hierro y el acero no imantados (no magnetizados) se pueden magnetizar o imantar.


Toma un clavo de hierro, o una aguja de coser ropa y frótala con el extremo de un imán, hazlo en un mismo sentido, unas 100 veces. Luego prueba si el clavo o la aguja atraen limaduras de hierro.

5. Los imanes están rodeados de campos magnéticos

Para observarlo se esparcen finas limaduras de hierro.

6. Algunos compuestos químicos son magnéticos, estos compuestos químicos contienen hierro.


Las piedras imán son piedras naturales que contienen ciertos minerales de hierro y oxígeno. Por lo general, el magnetismo de los imanes naturales es muy débil.

Introduce un imán en tierra suelta y seca, puedes estar seguro/a que las partículas que se pegan al imán son óxido de hierro. Ahora, corta pequeños pedazos de cinta magnetofónica, acércales el imán y notarás que las atrae porque estas cintas son fabricadas de plástico recubierto por una delgada capa de óxido de hierro.


¿Cómo se genera el magnetismo?
¿De dónde vienen los imanes?
La palabra magnetismo tiene su origen en Magnesia, una pequeña ciudad de Grecia antigua. Se cuenta que fue en ese lugar donde se encontraron, hace unos 2000 años, ciertas piedras que atraían objetos metálicos. A esas piedras se les llamó por primera vez piedras imán o magnetita. La composición química de la magnetita es un mineral conocido como óxido de hierro (Fe3O4).
Años más tarde se descubrió que la magnetita tenía propiedades de orientación geográfica. Al colocar un trozo del material colgando de un hilo, este daba vueltas hasta apuntar cada extremo de la piedra hacia el polo norte y el polo sur de la Tierra. Es así como se construyó la brújula, para poder orientarse en las largas travesías en el mar.
¿Qué es el magnetismo?

Es la propiedad de ciertos cuerpos, denominados imanes, que consiste en atraer objetos metálicos tales como el hierro, el níquel y el cobalto.

Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer ciertos cuerpos. Existen imanes naturales como la magnetita e imanes artificiales, los cuales se obtienen de otros materiales.
Campo magnético

Un imán está formado por dos polos magnéticos denominados norte y sur, por orientarse según los polos geográficos de la Tierra. Es en los polos magnéticos donde se concentra la atracción de un imán. La región del espacio donde un imán ejerce su fuerza de atracción se llama campo magnético. Este campo es invisible, pero se puede representar mediante líneas que van del polo magnético Norte al polo Sur, en el exterior del imán.



En el siguiente esquema se puede observar la relación de los polos geográficos de la Tierra y los polos magnéticos del imán.


Propiedades Magnéticas de la Materia
Las propiedades macroscópicas magnéticas de los materiales son consecuencia de los momentos magnéticos de los electrones de los elementos que constituyen el material.

Cada electrón tiene un momento magnético debido al movimiento alrededor del núcleo (momento magnético orbital) y una propiedad cuántica del electrón = el spin

La forma en que resulta la distribución de los momentos magnéticos en el material, determinará su característica magnética.


  • Diamagnéticos: No hay dipolos magnéticos permanentes. Permeabilidad menor que 1. Ejemplos: Mercurio, Plata, oro, óxido de aluminio.




  • Paramagnéticos: Hay dipolos magnéticos permanentes, pero están orientados aleatoriamente. Permeabilidad baja. Ejemplos: Aluminio, sulfato de Mn, Sodio, Titanio.




  • Ferromagnéticos: Hay dipolos magnéticos permanentes, distribuidos en dominios. Permeabilidad alta. Ejemplos: Cobalto, niquel, Fe (en estructura BCC)


Atracción y repulsión de los imanes

El magnetismo es producido tanto por imanes naturales como artificiales. Además de la capacidad para atraer metales, los imanes poseen una propiedad llamada polaridad. Dicha propiedad se explica de la siguiente manera:

Cuando el polo magnético norte de un imán se acerca al polo magnético norte de otro, se repelen entre sí, y cuando se acercan polos opuestos, se atraen. En conclusión: polos magnéticos iguales se repelen y polos magnéticos opuestos se atraen.

¿Qué pasa si se rompe un imán? Sorprendentemente, cada pedazo roto se convertirá en otro imán completo. Si de nuevo se rompen los dos pedazos se formarán cuatro imanes con sus características, iguales al primero.


Origen atómico del magnetismo
El magnetismo, al igual que la electricidad, tiene su origen en el movimiento de los electrones en los átomos.

Existen dos tipos de movimiento en los electrones, el del spin y el orbital. De acuerdo a esto, el magnetismo es una propiedad relacionada con la electricidad, por el movimiento de las cargas.

Un campo eléctrico es creado por una carga eléctrica: un electrón (o un protón). Se genera así una atracción o repulsión entre cargas. Ocurre que un electrón tiene 2 movimientos: gira en órbitas en torno del núcleo (traslación) y también gira sobre su eje (rotación) Este movimiento de rotación se conoce como espín. Ambos movimientos generan las propiedades magnéticas (magnetismo)
Microscópicamente se observa que los átomos en un material magnetizado se ordenan en pequeñas regiones (de aproximadamente 1 mm) llamadas dominios. Cada dominio se comporta como un imán independiente con sus respectivos polos. En un material no magnetizado, estos dominios se encuentran sin ningún orden, al azar, de manera que sus efectos magnéticos se anulan mutuamente. Sin embargo, cuando los dominios se ordenan, el material adquiere magnetismo.





Aquí los dominios están ordenados, por Aquí los dominios no están ordenados, por

lo que el material está magnetizado. lo que el material NO está magnetizado



Leyes de Coulomb y Gauss para el magnetismo

Ley de Coulomb. Ya establecimos que entre los polos magnéticos se establecen fuerzas de atracción o repulsión, tal como ocurre con las cargas eléctricas. La fuerza de atracción o repulsión magnética es posible calcularla mediante la ley de Coulomb. Charles de Coulomb estableció una ecuación para determinar la fuerza de atracción (o repulsión) entre cargas eléctricas. En este caso, la fuerza es directamente proporcional a la magnitud de las cargas e inversamente proporcional a la separación entre ellas. Para el caso del magnetismo, Coulomb estableció una relación semejante, y es la siguiente: la fuerza ejercida entre dos polos magnéticos es directamente proporcional al producto de sus masas magnéticas e inversamente proporcionales al cuadrado de la separación entre ellas.

Matemáticamente se expresa así:

En la ecuación anterior, es la constante de proporcionalidad llamada permeabilidad magnética y su valor, en el sistema internacional, es de ó

El weber (W) es la masa magnética (cantidad de magnetismo) El weber tiene unidades de newton-metro/amperio: N-m/A. Como en el caso de cargas eléctricas, aquí F es la magnitud de la fuerza, por lo que no interesa el sentido. Es decir que no interesa si es de atracción o repulsión.

Ejemplo:

  • Encontrar la fuerza magnética entre 2 imanes cuyas masas magnéticas son de 10 webers y 20 webers y están separadas por 1000 cm.



  1   2   3

similar:

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor:...

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor:...

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias química

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias fisicas

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias quimicas

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias fisicas

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias quimicas

Complejo educativo “san francisco” guia de ciencias naturales profesor: José Miguel Molina Morales Segundo Año General “C” iconComplejo educativo “san francisco” guia de ciencias quimicas


Medicina



Todos los derechos reservados. Copyright © 2015
contactos
med.se-todo.com