Page 233 - Libro Hipertextos Fisica 2

Componente: Procesos físicos

EJEMPLO

Se quiere construir un transformador reductor de voltaje a 12 V. Si la bobina primaria tiene 100 espiras y
se alimenta con un voltaje de 120 V, calcular:
a. El número de espiras en la bobina secundaria.
b. La intensidad de corriente que pasa por la bobina secundaria si por la primaria pasan 0,2 A.

Solución:
a. Si no hay efecto Joule en las bobinas, el número de espiras en la bobina secundaria está dado por la expresión:
V N
1 5 1
V 2 N 2
120 V 5 100 espiras ⇒ ⇒ N 5 100 espiras
12 V N 2 2

El número de espiras en la bobina secundaria es 10.
b. Para hallar la intensidad de corriente en cada bobina, tenemos:
i ? V 5 i ? V
1 1 2 2
0,2 A ? 120 V 5 i ? 12 V ⇒ i 5 2 A Al remplazar y calcular
2
2
Por la bobina secundaria pasa una corriente de 2 A.

2.5 La síntesis de Maxwell

A finales del siglo XVIII y durante el siglo XIX, los fenómenos eléctricos y
magnéticos fueron el quehacer diario de los físicos de la época. El uso del
concepto de campo magnético y eléctrico solo se difundió hasta cuando
James Clerk Maxwell demostró que todos los fenómenos eléctricos y mag-
néticos podían describirse y sintetizarse en tan solo cuatro ecuaciones:
n La primera ecuación relaciona la carga y la distribución del campo
magnético. Incluye la ley de Coulomb pero es más general, ya que abarca
cargas en movimiento. Esta ecuación es la ley de Gauss en la que el flujo
eléctrico es igual a la carga neta encerrada en la superficie (Q) sobre la
constante de permisividad en el espacio vacío (e ).
0
n La segunda ecuación es la aplicación de la ley de Gauss al campo mag-
nético que corrobora la inexistencia de monopolos magnéticos y esta-
blece que las distribuciones de fuentes magnéticas son siempre neutras
en el sentido de que posee un polo norte y un polo sur, por lo que su
flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo.
n La tercera ecuación corresponde a la ley de Faraday, en donde un
campo eléctrico es producido por un campo magnético fluctuante. E
n La cuarta ecuación es la ley de Faraday aplicada al campo magnético,
que determina que un campo magnético es producido por un campo
eléctrico fluctuante.
A partir de las dos últimas ecuaciones, Maxwell concluyó que el resultado B
neto de estos dos campos variantes, eléctricos y magnéticos, es la produc- dirección
ción de una onda electromagnética que se propaga por el espacio (figura de propagación
de la onda
9), definiendo de esta manera la composición electromagnética de luz. En
general, las ondas electromagnéticas se originan en cargas eléctricas ace- Figura 9. La composición de la luz, como onda
electromagnética, se produce como resultado
leradas y de acuerdo con su frecuencia pueden ser de radio, ultravioleta, de dos campos variantes, el campo magnético
infrarroja, etc. y el campo eléctrico.

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