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3.1.- El campo eléctrico.
El experimento de R. A. Millikan fue crucial para medir la carga del electrón. En el siguiente vídeo, perteneciente a la serie "El Universo Mecánico", que recomiendo vivamente, se explica cómo se llegó a calcular la carga del electrón mediante el método de la gota de aceite.
3.1.1.- Fuerza electrostática. Principio de superposición
Sobre la electricidad estática.
Unos materiales tienen más tendencia a perder electrones, al ser frotados, que otros. Los que pierden electrones se cargan positivamente y los que los ganan, negativamente. La serie triboeléctrica nos indica qué material es más positivo que otro. En la siguiente serie, el que aparece antes se carga positivamente al ser frotado con los que lo siguen: piel de conejo, vidrio, pelo humano, nailon, lana, seda, papel, algodón, madera, ámbar, poliéster, poliuretano, policloruro de vinilo y teflón.
Una tormenta eléctrica sobre la isla griega de Icaria nos brinda este magnífico espectáculo de la caída de 70 rayos simultáneos:
Imagen de tormenta electrica sobre una isla de Grecia
3.2.- Electromagnetismo. El campo magnético.
La biografía de Michael Faraday, presentada por el divulgador científico Neil de Grasse Tyson, nos sirve para hacer un recorrido por el mundo de la electricidad y el magnetismo.
En total, son 18 vídeos (os pongo los cuatro primeros), pero debéis verlos todos porque son altamente interesantes y nos permiten comprender mejor los conceptos que se desgranan en este bloque.
3.2.1.- Campo magnético.
El polo sur magnético (norte geográfico) cambia permanentemente pero poco a poco se está desplazando justo hacia donde querríamos encontrarlo.
Este curso completo sobre electromagnetismo de la Universidad de Vigo es muy interesante para ampliar conocimientos.
Acciones entre imanes.
Visualización de las líneas del campo magnético:
Campo magnético creado por un solenoide.
Funcionamiento de una electroválvula para riego.
3.2.2.- Campo magnético creado por cargas en movimiento
Campo magnético en un solenoide.
Acciones entre corrientes.
La serie El Universo Mecánico, siempre recomendable, dedica el siguiente capítulo al campo magnético. Es muy interesante para repasar lo aprendido.
3.2.3.- Fuerzas sobre cargas móviles en campos magnéticos
La fuerza de Lorentz y la acción de un campo magnético sobre una corriente eléctrica (2ª ley de Laplace del Electromagnetismo; la primera se refiere a que si tenemos una región donde no hay cargas eléctricas, el potencial varía de manera que la media de sus valores en los puntos de una superficie esférica es igual que el potencial en su centro).Ley de Laplace.
Una de las aplicaciones más interesantes de la Ley de Lorentz es el selector de velocidades, que fue utilizado por Thomson para calcular la relación carga/masa del electrón y, conocida su carga (recordad el experimento de Millikan), establecer la masa de dicha partícula.
Otra de las aplicaciones es el ciclotrón mediante el cual Aston descubrió la existencia de isótopos en el neón.
Primer acelerador de partículas español: el sincrotrón Alba.
El largo camino hacia el Linac3, el acelerador más moderno del Gran Colisionador de Hadrones del CERN.
3.3.- Inducción electromagnética.
3.3.1.- Flujo magnético. Inducción electromagnética.
Flujo eléctrico y flujo magnético: Leyes de Gauss de la electricidad y del magnetismo:
Funcionamiento de un motor de corriente continua,
El primer motor se lo debemos a Faraday.
Para la inducción electromagnética, podemos observar el motor más sencillo posible: http://es.youtube.com/watch?v=zOdboRYf1hM
esta otra versión: http://es.youtube.com/watch?v=Kto3JGQs83M
o esta: http://es.youtube.com/watch?v=Kto3JGQs83M
En este explican paso a paso cómo construir un motor muy sencillo de corriente continua.
Funcionamiento de un motor eléctrico. Este sitio contiene animaciones de otros muy diversos temas.
Motor de corriente continua.
Aquí podemos observar una aplicación de la ley de Lenz-Faraday. Un recipiente de aluminio, al que se le ha colocado alrededor un simple elástico para que se vea mejor el movimiento, se somete a la acción de un campo magnético variable. Esto produce corrientes inducidas que, a su vez, crean otro campo magnético que interacciona con el campo inductor. Un experimento similar se puede observar en este caso.
Corrientes parásitas. El aluminio, fundido, levita en un campo magnético.
En esta entrada de El tao de la Física, podemos ver varios experimentos con corrientes inducidas que desafían el sentido común.
También tenemos la oportunidad de conocer un poco más al croata Nikola Tesla, a quien tanto debemos. En esta película nos acercan un poco más a su figura. Fue un genio incomprendido e injustamente olvidado. RTVE hizo el siguiente informe sobre su vida. En la siguiente conferencia se habla de los inventos de Tesla.
Inducción electromagnética por Walter Lewin.
Es sumamente interesante este sitio donde podemos ver una serie de simulaciones tanto de Física como de otras materias.
3.3.2.- Síntesis electromagnética.
Las ecuaciones de Maxwell en la serie del Universo Mecánico. Las mismas ecuaciones en 5 minutos. Un estudio más profundo de dichas ecuaciones lo podemos ver en El Tamiz.
Un experimento, similar al de Hertz, para demostrar la existencia de ondas electromagnéticas.
Para terminar y comprobar si se ha estudiado el electromagnetismo, es recomendable hacer este "kajú" (kahoot, en inglés).
Addenda:
Los que viven del cuento de la "magnetoterapia" y su comparación con la resonancia magnética nuclear (RMN).
Physics in English: Electric charges and Coulomb's law. Electric fields. Electric potential.
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