MAGNETISMO

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro,cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DE LOS IMANES

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez

se observaron en la ciudad de Magnesia en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que

ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Estas

se denominaron imanes naturales.

Fue Oersted quien evidenció en 1820 por primera vez que una corriente genera un campo

magnético a su alrededor. En el interior de la materia existen pequeñas corrientes cerradas al

movimiento de los electronesque contienen los átomos; cada una de ellas origina un microscópico

imán. Cuando estos pequeños imanes están orientados en todas direcciones sus efectos se anulan

mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas; y en cambio, si todos los imanes

se alinean, actúan como un único imán y en ese caso decimos que la sustancia se ha

magnetizado.

IMANES TEMPORALES Y PERMANENTES

Para poder hablar sobre el magnetismo primero hay que saber lo que es un imán y, sobretodo, como actúa un imán. Aunque parezca que todo el mundo sabe las repuestas a estas sencillas cuestiones, resulta que no es así.

Como se puede observar en el dibujo, existen tres zonas en un imán. Dos zonas a las que llamamos polos (norte y sur) y, una tercera zona central, a la que denominamos zona o línea neutra. La zona neutra es donde no existe ningún tipo de atracción o repulsión magnética. En las zonas de los polos norte y sur, puede haber una atracción o una repulsión magnética, todo dependerá de las cualidades físicas del elemento que acerquemos al polo en cuestión.

CAMPO MAGNETICO

El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de

valor q que se desplaza a una velocidad  , sufre los efectos de una fuerzaque es perpendicular y

proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con

la siguiente igualdad.

donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción

magnética y densidad de flujo eléctrico. (Nótese que tanto F como vy B son magnitudes

vectoriales y el producto vectorial es un producto vectorial que tiene como resultante un vector

perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerza resultante será

TAREA 2

DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO

La densidad de flujo magnético, visualmente notada como B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y es igual a la intensidad del campo magnético.

La unidad de la densidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Tesla.

Está dado por:

donde B es la densidad del flujo magnético generado por una carga q que se mueve a una velocidad v a una distancia r de la carga, y ur es el vector unitario que une la carga con el puntodonde se mide B (el punto r).

o bien

donde B es la densidad del flujo magnético generado por un conductor por el cual pasa una corriente I, a una distancia r.

Este campo B también se llama inducción magnética.

La fórmula de esta definición se llama Ley de Biot-Savart, y es en magnetismo la “equivalente” a la Ley de Coulomb de la electrostática: Sirve para calcular fuerzas de atracción-repulsión entre conductores atravesados por corrientes de carga.

PERMEABILIDAD MAGNETICA E INTENSIDAD DEL CXAMPO MAGNETICO

En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para

atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre

la intensidad de campo magnético existente y la inducción magnética que aparece en el interior de

dicho material.

La magnitud así definida, el grado de magnetización de un material en respuesta a un campo

magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo μ:

donde B es la inducción magnética (también llamada densidad de flujo magnético) en el

material, y H es intensidad de campo magnético.

onde Q es la carga puntual que genera el campo eléctrico r, la distancia entre la carga que genera el campoy el punto (P)donde se quiere terminar la intensidad

del campo. Si se supone que la prueba   colocada en (P), se experimentara una fuerza dada por: 

Se sabe que el valor del campo en P viene dado por: 

Si la fuerza en la primera expresión se reemplaza por la segunda se obtiene: 

La anterior formula sirve para calcular el campo eléctrico gnerado por la carga Q a una distancia r. Se observa que el campo depende de la carga que lo genera y de la distancia de la carga al punto donde se calcula. 

MAGNETISMO TERRESTRE

El campo magnético terrestre presente en la Tierra no es equivalente a un dipolo magnético con el

polo S magnético próximo al Polo Norte geográfico, y, con el polo N de campo magnético cerca

del Polo Sur geográfico, sino más bien presenta otro tipo especial de magnetismo. Es un fenómeno

natural originado por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta y está presente

en la Tierra y en otros cuerpos celestes como el Sol.

Se extiende desde el núcleo atenuándose progresivamente en el espacio exterior (sin límite), con

efectos electromagnéticos conocidos en la magnetosfera que nos protege delviento solar, pero que

además permite fenómenos muy diversos como la orientación de las rocas en las dorsales

oceánicas, la magnetorrecepción de algunos animales y la orientación de las personas

mediante brújulas.

TEORIAS DE MAGNETISMO

Las teorías son:

1° Proposición de Blackett, que todo cuerpo al girar es un imán

2° Centro líquido de la tierra, Bastante difundida, que lo que produce el magnetismo es el centro

ferroso líquido de la tierra.

3° Magnetismo solar, que al girar la tierra, a causa de los rayos del sol, se trasformaba en una

dínamo.

RELUCTANCIA

La reluctancia magnética de un material, es la resistencia que éste posee al verse influenciado

por un campo magnético. Se define como la relación entre la fuerza magnetomotriz (f.m.m.) (la

unidad del SI es elamperio, aunque a menudo se la llama amperio vuelta) y el flujo

magnético (SI: weber). El término lo acuñó Oliver Heaviside en 1888.

La reluctancia R de un circuito magnético uniforme se puede calcular como:

Donde:

R -> reluctancia, medida en amperio vuelta por weber ( A v/Weber ). Esta unidad es equivalente al

inverso del Henrio (H-1) multiplicado por el número de espiras .

l -> longitud del circuito, medida en metros.

μ -> permeabilidad magnética del material, medida en H/m (henrio/metro).

A -> Área de la sección del circuito (sección del núcleo magnético), en metros cuadrados

MATERIAS FERROMAGNETICAS YDIAMAGNETISMO

El ferromagnetismo es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético de

todos los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección y sentido. Un material

ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo. La interacción ferromagnética es

la interacción magnética que hace que los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la

misma dirección y sentido. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el ferromagnetismo.

Generalmente, los ferromagnetos están divididos en dominios magnéticos, separados por

superficies conocidas como paredes de Bloch. En cada uno de estos dominios, todos los

momentos magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay cierta energía

potencial, pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía.

Al someter un material ferromagnético a un campo magnético intenso, los dominios tienden a

alinearse con éste, de forma que aquellos dominios en los que los dipolos están orientados con el

mismo sentido y dirección que el campo magnético inductor aumentan su tamaño. Este aumento

de tamaño se explica por las características de las paredes de Bloch, queavanzan en dirección a

los dominios cuya dirección de los dipolos no coincide; dando lugar a un monodominio.

En electromagnetismo, el diamagnetismo es una propiedad de los materiales que consiste en ser

repelidos por los imanes. Es lo opuesto a los materiales ferromagnéticos los cuales son atraídos

por los imanes. El fenómeno del diamagnetismo fue descubierto y nominado por primera vez en

septiembre de 1845 por Michael Faraday cuando vio un trozo de bismuto que era repelido por

un polo cualquiera de un imán; lo que indica que el campo externo del imán induce un dipolo

magnético en el bismuto de sentido opues