Dispositivos Electromagnéticos y Leyes de Kepler: Funcionamiento y Aplicaciones

Dispositivos Electromagnéticos

Dinamo

Consiste en una espira plana que se hace girar entre dos polos de un imán, de modo que la variación de **flujo magnético** que atraviesa la espira genera una **corriente inducida**. Los extremos de la espira están conectados a dos semianillos apoyados sobre dos escobillas. A cada media vuelta de la espira, los semianillos cambian de escobilla y así la corriente en el circuito externo circula siempre en el mismo sentido.

Motor

Consiste en una espira plana por la que circula una corriente eléctrica situada entre los polos de un imán. El **campo magnético** del imán ejerce sobre la espira un par de fuerzas que la hacen girar.

Alternador

Los extremos de la espira están conectados a dos anillos que giran solidariamente con la espira. Un circuito externo puede acoplarse a los anillos mediante dos escobillas. A medida que la espira gira en el campo magnético, el **flujo magnético** que la atraviesa varía y, por tanto, se introduce una **fuerza electromotriz (FEM)** en la espira que hace circular una corriente eléctrica en el circuito exterior.

Leyes de Faraday

Ley de Faraday-Lenz

De las experiencias de Faraday podemos deducir que la inducción de corriente eléctrica en un circuito es debida a la **variación de flujo magnético** a través del circuito. La regla para determinar el sentido de la corriente inducida es la **ley de Lenz**: el sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que la produce.

Ley de Faraday-Henry

La **fuerza electromotriz (FEM)** inducida en la espira es positiva cuando la corriente generada tiene el sentido de las agujas del reloj, y negativa en sentido contrario. El flujo magnético que atraviesa una espira orientada es igual a Φ = B · s = B · S · cos α, siempre que el vector sea representativo de la cara positiva.

Leyes de Kepler

1. Los planetas describen **órbitas elípticas** estando el Sol en uno de sus focos.
2. El vector posición de cualquier planeta respecto del Sol, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales. La ley de las áreas es equivalente a la constancia del **momento angular**, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (**afelio**) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (**perihelio**). En el afelio y en el perihelio, el momento angular L es el producto de la masa del planeta, por su velocidad y por su distancia al centro del Sol.
3. Los cuadrados de los periodos P de revolución son proporcionales a los cubos de los semiejes mayores a de la elipse: P² = k · a³

Efecto Doppler

El **efecto Doppler** no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido. El efecto Doppler es el cambio que experimenta la frecuencia con que percibimos un movimiento ondulatorio respecto de la frecuencia que ha sido originada, a causa del movimiento relativo entre la fuente y el receptor. Un ejemplo clásico es el sonido de una ambulancia.