JAULA DE FARADAY

El funcionamiento de la jaula de Farday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza.

Donde e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja se cree un campo eléctrico (representado en rojo en la siguiente animación) de sentido contrario al campo externo, representado en azul.

El campo eléctrico resultante en el interior del conductor es por tanto nulo

Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas eléctricas. El fenómeno se denomina apantallamiento eléctrico.

MATERIALES PARA SU CONSTRUCCIÓN:

• Dos cajas de cartón: una caja de cartón debe encajar bien dentro de la otra
• Lámina de aluminio
• 6 y 10 láminas de polietileno negro
• Cable de tierra (cable que conecta los componentes de metal de un circuito eléctrico a la tierra)
• Pinzas de cocodrilo
• Cinta de celofán

Montaje de la jaula de Faraday:

1. Coloca la caja de cartón más pequeña dentro de la más grande.

2. Cubre la caja externa por completo con papel de aluminio.

3. Conecta un cable de tierra a la lámina de aluminio utilizando la cinta adhesiva.

4. Conecta la pinza de cocodrilo al final del cable a tierra.

5. Envuelve la caja con la lámina y cinta adhesiva en su lugar para evitar que la hoja se rompa.

6. Coloqua el elemento a proteger dentro de la caja más pequeña.

LA INDUCCIÓN MAGNÉTICA

La inducción magnética es el proceso en el cuál hay campos magnéticos que generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se ven sometidos a una fuerza inducida.
La fuerza electromotriz de una fuente se define como el trabajo que realiza un dispositivo por una unidad de carga, su unidad son los voltios. Cuando decimos que un campo magnético genera una corriente eléctrica en un material conductor, estamos hablando de la aparición de una fem(fuerza electromotriz), de modo que las cargas de un conductor se mueven generando una corriente inducida.
Este descubrimiento se le atribuye a Michael Faraday, quien en 1831 creo la ley de Faraday, que se define como:        
En la formula, el minuendo es el flujo de campo magnético, por lo que deducimos, que para que haya una fuerza electromotriz, debe haber flujo del campo magnético a través de la superficie.
lo veremos más claro con el siguiente ejemplo:

Si cogemos un trozo de alambre de cobre y lo movemos de un lado a otro entre los polos opuestos de dos inmanes, de forma que atraviese y corte las lineas de fuerza magnética, en el alambre aparecerá, por inducción, una fuerza electromotriz (FEM), la cuál se usa para detectar pequeñas tenciones o voltajes.

CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

El electromagnetismo es la parte de la física que estudia la interacción entre el magnetismo y la electricidad.
Hasta 1820, los fenómenos eléctricos y magnéticos estaban considerados como independientes y estudiados por ciencias diferentes, pero por casualidad, el científico Hans Christian observo que la aguja de una brújula cambiaba de orientación al pasar una corriente a través de un conducto cercano a ella; es así como surgió la idea de que estas dos ciencias estaban ligadas. 

EXPERIMENTO DE HANS:

Este observo que si colocaba un alfiler magnético que señalaba dirección norte-sur paralelo a un hilo conductor rectilíneo por el cual no circulaba corriente eléctrica, este no sufría ninguna alteración, sin embargo en el momento en el que empezaba a circular corriente por el conductor, el alfiler magnético se desviaba y se orientaba perpendicularmente al hilo conductor.

CAMPO MAGNÉTICA CREADO POR UNA CORRIENTE:
Una corriente que circula por un conductor genera un campo magnético alrededor del mismo. El valor del campo magnético variará de la intensidad de la corriente eléctrica y de la distancia del punto respecto al hilo, así como de la forma que tenga el conductor por donde pasa la corriente.
El campo magnético hace que alrededor de este elemento se creen líneas de fuerzas curvas y cerradas. Para determinar la dirección y sentido de las mismas podemos usar la llamada regla de la mano derecha

La regla de la mano derecha nos dice que utilizando dicha mano, y apuntando con el dedo pulgar hacia el sentido de la corriente, la curvatura del resto de dedos nos indicará el sentido del campo magnético

FUERZA ELECTROMAGNÉTICA:

Cuando una carga eléctrica está en movimiento crea un campo eléctrico y un campo magnético a su alrededor, así pues, este campo magnético realiza una fuerza sobre cualquier otra carga eléctrica que esté situada dentro de su radio de acción. Esta fuerza que ejerce un campo magnético será la fuerza electromagnética.

Si tenemos un hilo conductor rectilíneo por donde circula una corriente eléctrica y que atraviesa un campo magnético, se origina una fuerza electromagnética sobre el hilo. Esto es debido a que el campo magnético genera fuerzas sobre cargas eléctricas en movimiento.

Si en lugar de tener un hilo conductor rectilíneo tenemos un espiral rectangular, aparecerán un par de fuerzas de igual valor pero de diferente sentido situadas sobre los dos lados perpendiculares al campo magnético. Esto no provocará un desplazamiento, sino que la espira girará sobre si misma.

Espiral rectangular girando de un campo magnético

RAMAS DEL ELECTROMAGNETISMO

El electromagnetismo se divide principalmente en dos grandes grupos:

1. Campos electromagnéticos.
2. Inducción electromagnética.

Los campos electromagnéticos tienes multitud de aplicaciones, entre las que destacan:

• Aceleradores.
• Electroimanes.
• Altavoces
• Generadores electromagnéticos.

La inducción electromagnética tiene varias aplicaciones, entre las que destacamos:

• Corriente alterna.
• Transformadores.

Aparte de todo lo dicho,dentro del electromagnetismo encontraremos diferentes leyes que intentaremos aplicar,o al menos comprender,y que reciben los siguientes nombres:

·         Ley de Ampére

·         Ley de Faraday y Lenz

·         Ley de Maxwell

·         Ley de Biot y Savart

·         Ley de Gauss

·         Ley de Lorentz

INTRODUCCIÓN AL TEMA

El electromagnetismo , estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se unen en una sola teoría aportada por Faraday, que se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos y magnéticos conocidas como las ecuaciones de Maxwell; que veremos más adelante.

La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tienen el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo.

Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia o longitud de onda: entre mayor su frecuencia mayor es la energía:

W = h*f

donde W es la energía, h es una constante (la constante de Plank) y f la frecuencia.

Aquí os dejo un enlace donde podréis ver más sobre este tema tan interesante y que sin duda seguiremos tratando:

http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisicaII/electromagnetismo.cfmomagnetismo.cfm