Efecto Motor
Summary
TLDREl script de este video se enfoca en el estudio del efecto motor, que es la base de funcionamiento de los motores eléctricos. Se describe cómo un conductor dentro de un campo magnético experimenta una fuerza cuando fluye una corriente eléctrica a través de él. El experimento muestra cómo la fuerza varía dependiendo de la dirección del campo magnético y la corriente, y cómo la fuerza puede ser de atracción o repulsión. Además, se utiliza la regla de la mano izquierda para determinar la dirección de la fuerza. Se menciona que la fuerza máxima se alcanza cuando el ángulo entre el conductor y las líneas de campo magnético es de 90 grados. Finalmente, se presenta la fórmula para calcular la fuerza en un conductor en un campo magnético, que depende del campo magnético, la corriente, la longitud del conductor y el ángulo que forma con el campo. Este fenómeno es esencial para la generación de movimiento en motores y otros dispositivos electrónicos.
Takeaways
- 📡 El efecto motor es un fenómeno que ocurre cuando un conductor con corriente eléctrica entra en un campo magnético, y es la base de funcionamiento de los motores eléctricos.
- 🔌 La fuerza que experimenta el conductor dentro del campo magnético depende de la intensidad de la corriente y la posición o dirección del campo magnético.
- 🧲 Un imán actúa como fuente del campo magnético, y su orientación (norte y sur) determina la dirección de las líneas de campo magnético.
- 🤖 La interacción entre el campo magnético generado por los electrones en movimiento y el campo del imán produce fuerzas de atracción o repulsión, lo que causa el movimiento del conductor.
- 🔄 La dirección de la fuerza en el conductor es reversible y puede ser hacia adentro o hacia afuera del imán, dependiendo de la dirección de la corriente y del campo magnético.
- ⚙️ La fuerza en el conductor también varía si se cambia la posición del conductor en relación con el campo magnético, como se muestra al mover el conductor paralelo al campo.
- 📐 La fuerza máxima en el conductor se experimenta cuando hay un ángulo de 90 grados entre la corriente y las líneas de campo magnético, lo que se puede ajustar con la inclinación del conductor.
- 📉 La fuerza disminuye si el ángulo entre la corriente y el campo magnético no es de 90 grados, lo que se demuestra al cambiar la inclinación del conductor.
- 🔢 La magnitud de la fuerza en el conductor se puede calcular usando la fórmula F = B * I * L * sin(θ), donde B es el campo magnético, I la corriente, L la longitud del conductor y θ el ángulo entre el conductor y las líneas de campo.
- ✋ La regla de la mano izquierda (y derecha) se utiliza para determinar la dirección de la fuerza en el conductor, dependiendo del sentido de la corriente y la orientación del campo magnético.
- 🔧 Un motor experimental se muestra donde la corriente eléctrica pasando por una bobina interactúa con el campo magnético para generar movimiento, demostrando el principio del efecto motor.
Q & A
¿Qué fenómeno se discute en el script?
-El script discute el efecto motor, que es el principio de funcionamiento de los motores eléctricos.
¿Qué ocurre cuando un conductor está dentro de un campo magnético y una corriente eléctrica fluye a través de él?
-Cuando un conductor está dentro de un campo magnético y fluye una corriente eléctrica, el conductor experimenta una fuerza que puede ser de atracción o repulsión, dependiendo de la dirección de la corriente y las líneas de campo magnéticas.
¿Cómo afecta la intensidad de la corriente eléctrica la magnitud de la fuerza en el conductor dentro del campo magnético?
-La magnitud de la fuerza en el conductor dentro del campo magnético depende de la intensidad de la corriente eléctrica. A mayor intensidad de corriente, mayor será la fuerza experimentada por el conductor.
¿Cómo varía la dirección de la fuerza cuando se invierte la dirección del campo magnético o la de la corriente eléctrica?
-La dirección de la fuerza en el conductor varía inversamente a la dirección del campo magnético y a la dirección de la corriente eléctrica. Si se invierte cualquiera de estas dos, la dirección de la fuerza también se invierte.
¿Qué es la regla de la mano izquierda y cómo se utiliza para determinar la dirección de la fuerza en un conductor dentro de un campo magnético?
-La regla de la mano izquierda es una herramienta para determinar la dirección de la fuerza en un conductor que lleva corriente eléctrica en un campo magnético. Se utiliza extendiendo el pulgar, el índice y el dedo medio en ángulos rectos entre sí, con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente y el índice apuntando en la dirección del campo magnético; el dedo medio entonces apuntará en la dirección de la fuerza.
¿Cómo se relaciona la fuerza en un conductor con la longitud del conductor y el ángulo que forma con el campo magnético?
-La fuerza en un conductor se relaciona con la longitud del conductor y el ángulo que forma con el campo magnético a través de la fórmula F = B * I * L * sin(θ), donde F es la fuerza, B es el campo magnético, I es la corriente, L es la longitud del conductor y θ es el ángulo entre el conductor y las líneas de campo magnéticas.
¿Por qué no experimentan fuerza conductores paralelos al campo magnético?
-Los conductores paralelos al campo magnético no experimentan fuerza porque el ángulo entre ellos y las líneas de campo magnéticas es de 0 o 180 grados, donde el seno del ángulo es cero y, por lo tanto, no hay componente de fuerza en el conductor.
¿Cómo se puede determinar la magnitud de la fuerza en un conductor usando la fórmula de la fuerza motora?
-La magnitud de la fuerza en un conductor se puede determinar usando la fórmula F = B * I * L * sin(θ), donde B es el campo magnético, I es la corriente eléctrica, L es la longitud del conductor dentro del campo magnético y θ es el ángulo entre el conductor y las líneas de campo magnéticas.
¿Cómo se relaciona la fuerza de Lorentz con la fuerza experimentada por un conductor en un campo magnético?
-La fuerza de Lorentz describe la fuerza que experimenta una carga en movimiento dentro de un campo magnético. Para un conductor con corriente eléctrica, que es un flujo de cargas (electrones), la fuerza experimentada es similar a la fuerza de Lorentz, pero se calcula como F = B * I * L, donde I es la corriente, L la longitud del conductor y B el campo magnético.
¿Cómo se utiliza el efecto motor en los motores eléctricos?
-En los motores eléctricos, el efecto motor se utiliza para crear un movimiento rotativo. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de una bobina en un campo magnético, el conductor experimenta una fuerza que lo hace girar, lo que se traduce en movimiento mecánico útil.
¿Cómo afecta el ángulo entre el conductor y las líneas de campo magnéticas la fuerza experimentada por el conductor?
-El ángulo entre el conductor y las líneas de campo magnéticas afecta la fuerza experimentada por el conductor a través del seno de dicho ángulo en la fórmula F = B * I * L * sin(θ). Cuanto más cercano esté el ángulo a 90 grados, mayor será el seno del ángulo y, por lo tanto, mayor será la fuerza experimentada.
Outlines
🔋 Efecto Motor y Funcionamiento de Motores Eléctricos
El primer párrafo introduce el fenómeno del efecto motor, un concepto clave en la operación de motores eléctricos. Se describe cómo un conductor a través del cual fluye una corriente eléctrica se verá afectado por un campo magnético, resultando en un movimiento. Se utiliza un circuito específico con una fuente de corriente, un columpio eléctrico y un imán para ilustrar este fenómeno. El movimiento del conductor dentro del campo magnético es resultado de la interacción entre el campo magnético generado por el imán y el campo magnético propio del flujo de electrones. La fuerza experienced by el conductor depende de la intensidad de la corriente y la dirección del campo magnético, y se puede manipular esta fuerza cambiando la dirección de la corriente o del campo.
🤖 Influencia de la Dirección de Corriente y Campo Magnético
Este párrafo explora cómo la dirección de la corriente y el campo magnético afectan la fuerza que experimenta un conductor. Se muestra que invertir la dirección de la corriente o del campo magnético resulta en un cambio en la dirección de la fuerza en el conductor. Además, se discute la importancia de la orientación del conductor en relación con el campo magnético para que se experimente una fuerza máxima; esto ocurre cuando el conductor está perpendicular al campo. Se introduce la fórmula para calcular la fuerza en un conductor dentro de un campo magnético, dependiendo del campo magnético, la corriente, la longitud del conductor y el ángulo que forman.
🧲 Fuerza de Lorentz y Aplicaciones en Motores
El tercer párrafo profundiza en la fuerza de Lorentz, que es la fuerza que experimenta una carga en movimiento dentro de un campo magnético. Se relaciona la intensidad de la corriente con la carga y se utiliza la ecuación de la fuerza de Lorentz para derivar la fórmula de la fuerza que experimenta un conductor con corriente en un campo magnético. Se discute cómo la fuerza depende de la corriente, el campo magnético, la longitud del conductor y el ángulo que forman el conductor y el campo. Finalmente, se utiliza la regla de la mano izquierda para determinar la dirección de la fuerza en función de la dirección de la corriente y el campo magnético. Se concluye con una demostración de un motor experimental que utiliza el efecto motor para generar movimiento.
Mindmap
Keywords
💡Efecto motor
💡Corriente eléctrica
💡Campo magnético
💡Ley de Lorentz
💡
💡Fuerza de Lorentz
💡Movimiento del conductor
💡Dirección de la corriente
💡Regla de la mano izquierda
💡Ángulo entre el conductor y el campo magnético
💡Motores eléctricos
Highlights
Se discute un fenómeno nuevo relacionado con la carga en movimiento dentro de un campo magnético.
El fenómeno se conoce como efecto motor y es la base de funcionamiento de los motores eléctricos.
Para observar el efecto motor, se requiere un circuito específico con una fuente de corriente y un columpio eléctrico.
La corriente eléctrica fluye a través del alambre de aluminio cuando se conecta la fuente.
Un imán produce el campo magnético necesario para el experimento.
La dirección de las líneas de campo magnético se relaciona con el polo norte y sur del imán.
La fuerza observada en el conductor depende de la interacción entre el campo magnético del imán y el flujo de electrones.
El cambio en la posición o dirección del campo magnético resulta en un cambio en el movimiento del conductor.
La magnitud de la fuerza en el conductor varía según la intensidad de la corriente.
La regla de la mano izquierda se utiliza para determinar la dirección de la fuerza en el conductor.
Los conductores paralelos al campo magnético no experimentan fuerza cuando un corriente fluye a través de ellos.
Un ángulo de 90 grados entre el conductor y las líneas de campo magnético produce una fuerza máxima.
La fuerza en el conductor se puede calcular usando la fórmula F = B * I * L * sen(θ), donde B es el campo magnético, I la corriente, L la longitud del conductor y θ el ángulo entre ellos.
La fuerza de Lorentz, que actúa sobre una carga en movimiento dentro de un campo magnético, se relaciona con la fuerza experimentada por el conductor.
La intensidad de la corriente está estrechamente relacionada con la carga, lo que se utiliza para derivar la ecuación de la fuerza en el conductor.
La fuerza en un conductor dentro de un campo magnético también depende de la dirección de la corriente.
Un motor experimental se describe, donde la corriente eléctrica fluye a través de una bobina generando movimiento.
El principio del efecto motor es la fuerza que un conductor experimenta dentro de un campo magnético, lo que da lugar al movimiento.
Transcripts
qué tal jóvenes
el día de hoy vamos a trabajar sobre un
fenómeno nuevo
pero está relacionado con los temas que
hemos venido trabajando principalmente
sobre una carga la cual se encuentra en
movimiento y entra dentro de un campo
magnético porque bueno pues porque ahora
vamos a tener una corriente eléctrica y
una corriente eléctrica es un flujo de
electrones de tal manera que vamos a
tener un flujo de electrones que va a
pasar por un conductor y este conductor
se va a encontrar dentro de un campo
magnético y vamos a ver qué sucede a
este fenómeno se le llama efecto motor
ya que es el principio de funcionamiento
de los motores eléctricos
bien veamos qué sucede
para poder observar el efecto motor
necesitamos un circuito como el que se
muestra
en la figura
tenemos una fuente de corriente un
soporte que el cual va a detener a un
columpio eléctrico que es un circuito
por el que vamos a hacer pasar una
corriente eléctrica cuando nosotros
conectamos a la fuente el columpio pues
va a circular por el alambre de aluminio
una determinada corriente eléctrica
también tenemos nosotros un imán el cual
nos va a generar el campo magnético
el imán nos va a formar el campo
magnético y si nosotros conocemos el
norte y el sur del imán pues vamos a
poder determinar la dirección de las
líneas de campo magnético
muy bien aquí vamos a conectar el polo
positivo y de este lado va a ser el polo
negativo de tal manera que viéndolo
ustedes de esta posición la corriente va
hacia ustedes osea la corriente va en la
dirección viéndolo de frente
desde la parte del imán pues hacia el
lado izquierdo sí de derecha a izquierda
ok entonces cuando nos hagamos pasar una
corriente eléctrica lógicamente este
conductor va a estar dentro de este
campo magnético que va a tener unas
líneas de inducción que van hacia abajo
porque porque van de norte a sur y
entonces la línea de inducción van a ir
hacia abajo y nosotros vamos a observar
que se puede presentar una fuerza en ese
conductor de la misma manera que se
presentaba en él
en la carga eléctrica veamos nosotros
allí observaron ustedes que el conductor
sin corrientes está fijo en reposo y con
corriente se desplaza hacia adelante
vean si después se mantiene constante en
dos otras veces
ok por qué sucede eso bueno pues porque
como tenemos un flujo de electrones esos
electrones van a tener un campo
magnético porque están en movimiento y
entonces pues cuando se encuentran
dentro de un campo magnético pues esos
campos del electrón los electrones y del
imán van a interactuar de tal manera que
van a generar fuerzas de atracción o de
repulsión en este caso de repulsión por
eso el conductor se mueve hacia adelante
ok nótese que la magnitud de la fuerza
pues va a depender de la intensidad de
corriente ahora bien
nosotros por ejemplo si cambiamos si
cambiamos la posición
o la dirección del campo vean lo que
sucede
ahora el movimiento el movimiento de
este conductor ya no es hacia afuera del
imán sino es hacia adentro del imán
entonces la fuerza va a depender de
varios factores bueno principalmente de
dos una de la dirección del campo vean
lo invierto
aunque esto ya lo hice pero bueno para
que ustedes vean
y se invierte en la dirección de la
fuerza otra vez ahora es hacia afuera
invierto el campo si invierto el campo y
ahora va a ser hacia dentro estamos
gente se estabilice hacia adentro
estamos muy bien entonces eso es lo
varió la la
dirección del campo magnético ahora
vemos por ejemplo voy a mantener el
norte en la parte de arriba sí y vemos
que sale hacia afuera el conductor
sale hacia fuera del imán ahora no voy a
mover el imán sino voy a mover la
dirección de la corriente
vean voy a hacer que el positivo ahora
el positivo este
si de mi lado izquierdo de tal manera
que va el positivo aquí va a entrar la
corriente si trabajamos con el sentido
convencional si va a bajar en esta parte
se va a mover hacia mi derecha y va a
subir y llegar a la fuente por este esta
terminal de color azul ok
recuerden que hay dos sentidos de
corriente el sentido convencional que va
de más a menos que es el que yo estoy
utilizando y el sentido real que va de
menos a más en este caso el rojo es el
positivo por lo tanto es de más a menos
y vean lo que hice ahora invertir la
dirección de la corriente y entonces qué
pasa con la fuerza en el conductor
también cambia también cambia vean este
esa fuerza
a cambio estamos ahora es hacia dentro
voy a volver a invertir lo voy a
regresarlo a la posición que teníamos al
inicio del experimento para que ustedes
vean que no estoy cambiando el imán sí
que estoy cambiando la dirección de la
corriente y ahora vean va hacia afuera
entonces la dirección de la fuerza va a
depender de la dirección del campo y de
la dirección de la corriente eléctrica
si nosotros colocamos la regla de la
mano izquierda me dice que va de norte a
sur por lo tanto el campo va hacia abajo
apuntó hacia abajo la corriente viene en
esta parte del positivo se va hacia la
izquierda por lo tanto apunta en esta
dirección y me va a indicar que la
fuerza va hacia adentro del imán veamos
ahora
vean efectivamente ahora qué va a pasar
si yo cambio y entonces el campo va
hacia hacia arriba de esta manera el
campo va hacia arriba si la corriente va
hacia nosotros hacia la izquierda y la
fuerza va a salir veamos entonces por
qué invertí el campo
ya está
vamos a dejarlo quieto otra vez
a esa entonces con la mano con la regla
de la mano izquierda
recuerden que tiene que ser efe
y yo puedo determinar hacia dónde va a
ser la fuerza que va a experimentar el
conductor por el que circula una
corriente eléctrica
yo aquí quiero explicar de explicar qué
pasa con los conductores que detienen
detienen el columpio aunque estén dentro
del campo magnético no pasa
absolutamente nada porque no bueno pues
estos conductores son paralelos al campo
es decir que forman un ángulo de 0
grados o de 180 grados por lo tanto
cuando eso sucede estos conductores no
experimentan fuerza para que se
experimente la fuerza el ángulo debe de
ser de 90 y allí lo experimenta una
fuerza máxima mi conductor puede tener
un ángulo de inclinación es decir que
ésta sea un poco más corta
y ahí por ejemplo vamos a ponerlo con un
poquito de menos en long acción de esta
manera y de todos modos se experimenta
una fuerza que pasa con esa fuerza que
esa fuerza va a disminuir su intensidad
veamos
vean vean como apenas se experimenta
pero no es como cuando es tienen su
máxima longitud y se su ángulo es de 90
grados como en este caso no ahí lo
tenemos y vean allí observamos que se se
observa
mejor la existencia de esa fuerza
entonces si tuviera una inclinación
bueno pues yo lo puedo determinar no
importa yo puedo determinar la magnitud
de esa fuerza con la expresión de que la
fuerza o el efecto motor va a ser igual
al producto del campo la corriente y la
longitud del conductor o sea que
mientras más largo sea también el
corriente era el conductor bueno la
fuerza se va a incrementar multiplicado
por el seno del ángulo que forma la
longitud del conductor y la línea del
campo del campo magnético vamos a
determinar la fórmula para la fuerza de
un conductor y para eso vamos a tomar
como origen la fuerza que experimenta
una carga eléctrica en movimiento cuando
entra o se encuentra dentro de un campo
magnético sabíamos nosotros que la
fuerza que experimenta la carga dentro
de un campo magnético se le llama
fuerza de lores y se representa o está
dada por esta ecuación el producto en la
carga el campo la velocidad y el hambre
y el seno del ángulo con el que forman
la línea de inducción y la velocidad de
la carga muy bien bueno pues si por
ejemplo relacionamos que la intensidad
de corriente y la carga están estrechas
bueno pues vemos la ecuación donde la
intensidad de corriente igual la carga
entre el tiempo de tal manera que
podemos despejar a la carga y nos queda
que la carga es igual la corriente por
el tiempo si sustituimos esta ecuación
en la ecuación de la fuerza de loret nos
queda de la siguiente manera si ahora
bien nosotros vamos a considerar que por
un conductor circula una corriente
eléctrica o bien un flujo de electrones
los cuales los cuales son carga verdad
ahora bien la longitud del conductor es
igual a la distancia que recorre la
carga en movimiento de tal manera que
nosotros podemos ver que la velocidad
que es distancia entre tiempo también se
puede escribir como longitud sobre
tiempo de tal manera que
despejando a la longitud vuestros
quedaría que la longitud es igual al
volumen sobre el tiempo si nosotros
sustituimos la carga la carga en en él
la fuerza de lawrence y la velocidad sin
la velocidad fíjense ahí lo que nos
quedaría si la velocidad con el tiempo
es igual a la longitud entonces aquí nos
quedaría que es la corriente por el
tiempo campo y velocidad pero el tiempo
por la velocidad es igual a la longitud
de tal forma que yo lo puedo escribir de
esta manera esta es la fuerza que
experimenta un conductor cuando este
conductor lleva una corriente eléctrica
y además se encuentra dentro de un campo
magnético ok ahora bien si nosotros por
ejemplo si nosotros ordenamos las
variables nos queda una ecuación de esta
forma que es lo mismo con lo que
colocamos
a las variables de otra forma diferente
sin embargo el orden de los factores no
entre del producto y de esta manera lo
van a encontrar en los libros
donde pues efe en la fuerza en un
conductor y se expresa newton ve en la
inducción magnética y se presentes las
webber sobre metro cuadrado y en la
intensidad de corriente que circula por
el conductor es la longitud del
conductor que se encuentra dentro del
campo magnético y theta es el ángulo
entre el conductor en las líneas de
inducción
ahora bien si nosotros por ejemplo
podemos observar la dirección y sentido
de la fuerza la podemos determinar para
con la mano la regla de la mano
izquierda para cuando se tiene un
sentido convencional es decir que la
corriente va a de más a menos o bien
también yo la puedo determinar con la
regla de la mano derecha que es la misma
posición de los dedos la única
diferencia que la mano derecha se aplica
cuando se trata de un sentido de
corriente real o sea de menos a más
aquí tenemos un motorcito experimental
donde tenemos un campo el cual se
distribuye de esta manera todo este lado
el polo norte desde otro lado el polo
sur y baña a esta bobina
si yo por ejemplo le hago pasar una
corriente eléctrica si por esta bobina
pues y entonces se presentará el efecto
motor
va a circular por la bobina una
corriente eléctrica de tal manera que va
a generar un movimiento ya que este pues
si tiene un eje para su rotación si
entonces nosotros si por ejemplo le
colocamos aquí una corriente eléctrica
ahí va vean
le está tirando está tirando
eso le valió esta corriente puesto un
movimiento disminuye kilómetro también
aumenta el movimiento y ese es el
principio motor
el principio del efecto motor la fuerza
que experimenta un conductor que se
encuentra dentro de un campo magnético
ok
espero y que adoptado
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