Magnetismo

Magnetismo

Origenes

Hace 2 mil años aproximadamente, unos pastores de Magnesia, cuando conducian a su ganado a cierto pasto, sientieron una fuerte atraccion hacia el suelo, que le dificulto seguir caminando. Interesados por encontrar la causa removieron la tierra y descubrieron una piedra negra, la cual atraia al hierro

¿Que es...?

El magnetismo es la propiedad que tienen los cuerpos llamados imanes de atraer al hierro, al niquel y al cobalto

PD

Propiedades y caracteristicas de los diferentes tipos de imanes

William Gilbert (1540-1603), demostro con sus experimentos que la tierra se comporta como un iman enorme, por tanto obliga a un extremo de la brujula a apuntar al norte magnetico.

Girbert tambien demostro que cuando un iman se rompe en varios pedazos, cada uno se transformo en uno nuevo con sus 2 polos en cada extremo

Tambien descubrio como interactuan los polos de los imanes y demostro que polos iguales se rechazan y polos destintos se atraen

Finalmente, observo que la fuerza de atraccion o de repulsion entre imanes es mucho mayor en los polos

PD

Imanes permanentes y temporales

La mayoria de los imanes utilizados ahora son artificiales pues se pueden fabricar con una mayor intensidad magnetica que los naturales, ademanas tienen mayor solidez y facilidad para ser modelados segun se requiera.

PD

No todos los metales pueden ser imantados y otros, aunque pueden adquirir esta propiedad, se desimanatan facilmente, ya sea por efectos externos o en forma espontanea.

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Muchos imanes se fabrican con: Aleaciones de hierro, niquel y aluminio, hierro con cromo, cobalto, molibdeno

En la industria, una barra de metal se imanta al someterla a la accionde un campo magnetico producido por un solenoide en el que cirula una corriente electrica

Si la barra es de hierro dulce, se imanta, pero la imantacion cesa al momento de interrumpir la corriente, se le llama iman temporal

Cuando la barra es de acero templado adquiere una imantacion la cual persiste incluso despues que la corriente electrica se interrumpe en el solenoide, con lo cual se obtiene un iman permanente

Campo Magnetico

El ingles Michael Faraday (1791-1867) estudio los efectos producidos por los imanes.

Observo que un iman permaneten ejerce una fuerza sobre un trozo de metal o o sobre otro iman cercano a el, debido a la presencia de un campo de fuerzas cuyos efectos se hacen sentirn incluso atraves de un espacio vacio.

Este imagino que de un iman salian lineas que se esparcian, a estas las llamo lineas de fuerza magnetica

Las lineas producidas por un iman , se esparcen desde el polo norte y se curvan para entrar al sur. A la zona que rodea a un iman y en la cual su influencia puede detectarserecibe el nombre de campo magnetico

Cuando un polo norte se encuentra cerca de un sur, las lineas de fuerza se dirigen del norte al sur

CD

Cuando se acercan 2 polos iguales, las lineas de cada uno se alejan de las del otro.

Densidad de flujo magnetico

El concepto de Faraday acerca de las lineas de fuerza es imaginario , pero resulta muy util para dibujar los campos magneticos y cauntificar sus efectos.

Una sola linea de fuerza equivale a la unidad de flujo magnetico en el sistema CGs y recibe el nombre de maxwell, sin embargo esta es una unidad muy pequeña, por lo que en el SI se emplea la llamada weber la cual es muucho mayor.

PD

Un flujo magnetico que atraviesa perpendicularmente una unidad de area A recibe el nombre de densidad de flujo magnetico

La densidad del flujo magneticoen una region de un campo magnetico equivale al numero de lineas de fuerza que atraviesa perpendicularmente a la unidad de area

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Permeabilidad magnetica e intensidad del campo magnetico

Permeabilidad magnetica: Es la propiedad que presentan algunos materiales, en los cuales las lineas de fuerza de un campo magnetico pasan con mayor facilidad a traves del material de hierro que por el aire o el vacio.

Intensidad del campo magnetico: Para un medio dado, el vector intensidad del campo magnetico es el cociente que resulta de la densidad del flujo magnetico entre la permeabilidad del medio

Magnetismo terrestre

Nuestro globo terrestre se comporta como un iman que produce un campo magnetico cuyos polos no coinciden con los polos geograficos.

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Una de las teorias señala que la tierra contiene una gran cantidad de depositos del mineral hierro, los cuales en tiempos remotos se magnetizaron en forma gradual y practicamente con la misma orientacion, por ello actuan como un enorme iman.

Otra teoria explica que el magnetismo terrestre se debe a las corrientes electricas que circulan al rededor de la tierra, tanto en la corteza como en la atmosfera.

Declinacion magnetica

Como los meridianos magnetico y terrestre no coinciden, el extremo norte de una brujula no apuntara hacia el verdadero norte geografico

El angulo de desviacion formado entre el norte geografico real y el norte de la brujula recibe el nombre de angulo de declinacion

Mientras el campo magnetico terrestre sufre pequeñas variaciones constantes, la declinacion magnetica de un lugar presenta variaciones provocada por cambios que se dan cada siglo, aproximadamente, y hacen variar el angulo de 5 a 10 de arco

Inclinacion magnetica

Esta la podemos definir como el angulo que forma la agujamagnetica, es decir, las lineas de fuerza del campo magnetico, con el plano horizontal.

Teorias del magnetismo y Reluctancia

Materiales ferromagneticos, paramagneticos y diamagneticos

Existen varias teorias que tratan de explicar porque se magnetizan algunas sustancias; la mas aceptada es la de Guillermo weber (1804-1891)

Dicha teoria establece que los metales magneticos , estan formados por innumerables imanes elementales muy pequeños. Antes de magnetizar cualquier trozo de alguno de estos metales, los diminutos imanes estan orientados al azar, y cuando se comienza a magnetizar algun trozo de estos metales, los imanes elementales giran hasta alinearse en forma paralelaal campo que los magnetiza totalmente.

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Los imanes pueden perder su magnetismos por las siguientes causas

Golpes o vibraciones constantes

Calentamiento, ya que la tempratura del rojo desaparece totalmente el magnetismo

Influencia de su propio campo magnetico

Reluctancia: Es la resistencia magnetica que, en un circuito magnetico atravesado por un flujo magnetico de induccion, es igual al cociente obtenido al dividir la magnitud de la fuerza magnetomotriz entre la densidad de flujo magnetico.

Al colocar un objeto dentro de un campo magnetico pueden presentarse las siguientes situaciones

1. Que las lineas del flujo magnetico fluyan con mucha mayor facilidad a traves del objeto que por el vacio. En este caso el material sera Ferromagnetico y debido a ello se magnetizara con gran intensidad.

2. Que las lineas del flujo magnetico pasen relativamente con cierta facilidad por el objeto que atraves del vacio. En este caso, se trata de un material paramagnetico

3. Que las lineas de flujo magnetico circulen mas facilmente en el vacio que por el objeto. En este caso el material sera diamagnetico, pues no se magnetiza y puede ser repelido debidamente por un campo magnetico.

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Hierro, cobalto, niquel, gadolinio y disprosio, asi como algunas de sus aleaciones

Aluminio, litio, platino, iridio y cloruro ferrico.

Cobre, plata, oro , mercurio y bismuto