Electromagnetismo





INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

El descubrimiento de que una corriente eléctrica originaba un campo magnético fue crucial para el desarrollo de la física y la tecnología. Surgió entonces la pregunta: ¿se podría producir electricidad a partir del magnetismo? En aquella época, principios del siglo XIX, los únicos dispositivos que existían para generar corrienteeran las celdas voltaicas, que proporcionaban corrientes pequeñas gracias a la disolución en ácido de metales costosos; las celdas voltaicas son las precursoras de nuestras modernas baterías.
En 1831 el inglés Michael Faraday y el norteamericano Joseph Henry, casi simultáneamente y trabajando de forma independiente, descubrieron la llamada inducción electromagnética, la generación de corrienteeléctrica inducida por un campo magnético variable, base del desarrollo de toda la industria eléctrica actual. Pero además fue el punto de partida del desarrollo de una concepción unitaria de la electricidad y el magnetismo que llevaría a cambiar radicalmente nuestra concepción de la naturaleza.
Faraday y Henry observaron a través de numerosas experiencias las condiciones que deben darse para que enun circuito eléctrico se induzca corriente eléctrica :
Cuando existe movimiento relativo entre el imán o electroimán y la espira, la aguja del galvanómetro se mueve en una dirección o en la dirección opuesta, señalando una corriente en el circuito tanto mayor cuanta mayor velocidad se imprima al movimiento. Si no hay movimiento relativo no se observa desviación en la aguja.Sin haber desplazamientos, también se observan corrientes inducidas si se modifica el campo magnético que atraviesa el circuito, bien por variar la intensidad de la corriente que lo genera (instantáneamente, al conectar o desco- nectar el circuito que genera el campo, o en intervalos más duraderos, utilizando un reóstato -resistencia- para obtener una corriente de intensidadvariable).


GENERADORES
El generador de corriente alterna (alternador) más simple consiste en una espira que gira con rapidez angular constante en el interior de un campo magnético uniforme producido por un imán o electroimán. Los extremos de la espira están enlazados a unos anillos que giran con
ella. La conexión eléctrica se realiza mediante escobillas estacionarias en contacto con losanillos. Conforme la espira gira cambia el flujo magnético que la atraviesa, debido a que varía el área efectiva que presenta la espira para ser atravesada por el campo magnético. De forma alternativa, decrece y crece dicha área. Cada media vuelta, la corriente inducida en la espira cambia de sentido, originando una corriente alterna.





Los generadores de una planta deelectricidad son mucho más complejos que el modelo que hemos estudiado aquí. Dichos generadores tienen inmensas bobinas, hechas de un gran número de espiras de alambre devanadas alrededor de un núcleo de hierro. Estas bobinas giran en campos magnéticos muy intensos producidos por potentes electroimanes. La armadura está conectada por el exterior a un conjunto de ruedas de paletas, llamadas turbinas.La rotación de la turbina puede deberse a la energía del viento o a la de una cascada, pero en la mayoría de los casos las turbinas se mueven por medio de vapor. El vapor requiere una fuente de energía; generalmente se usan combustibles fósiles o nucleares.









TRANSFORMADORES

Desde las primeras aplicaciones prácticas de la electricidad seobservó que, al transportar la energía eléctrica a largas distancias, se producían transformaciones energéticas no deseadas en los cables conductores, en forma de calor por efecto Joule (recalentamiento de los cables eléctricos a causa de la resistencia que éstos ofrecen al paso de la corriente). La potencia degradada en forma de calor a lo largo de una red de conducción eléctrica es:
P = I2·R =...