El Magnetismo

El Magnetismo

1. Concepto

   • Es uno de los dos componentes de la radiación electromagnética (Junto a la electricidad), que se manifiesta a través de fuerzas de atracción o repulsión entre ciertos tipos de materiales y un campo de energía magnética (campo magnético).
   • Según J. Pérez y A. Gardey (2018): "Se denomina magnetismo al poder del que disponen los imanes y las corrientes eléctricas de generar fuerzas de repulsión o de atracción sobre otros elementos. El término suele asociarse a la capacidad que tiene un imán para atraer al hierro."

2. ¿Campo Magnético?

   • Concepto
     • María Estela Raffino define campo magnético (2020) como: "La representación matemática del modo en que las fuerzas magnéticas se distribuyen en el espacio que circunda a una fuente magnética. Esta fuente puede ser un imán, una carga en movimiento o una corriente eléctrica (muchas cargas en movimiento)".
     • Se llama campo magnético a un espacio en la cual tienen lugar fenómenos magnéticos debido a la influencia de un cuerpo con propiedades magnéticas, sea el caso de un imán o un material ferromagnético imantado

3. Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético

   • ¿Qué quiere decir esto?
     • Según César Tomé: "Las trayectorias de las partículas cargadas en un campo magnético van a depender de las fuerzas que actúan sobre ellas como consecuencia de la interacción con el campo. La fuerza sobre un cuerpo cargado que se desplaza en un campo magnético será siempre “para un lado”, es decir, la fuerza será perpendicular a la dirección del movimiento en cada instante. Por lo tanto, la fuerza magnética no cambia la celeridad (la rapidez) del cuerpo cargado, esto es, en cada momento el campo actúa cambiando la dirección del vector velocidad, pero no su magnitud"

4. Aplicaciones del movimiento de partículas en campos.

   • Cuáles pueden ser?
     • El Timbre
       • Es un objeto de uso diario. Su diseño y funcionamiento están formados por una corriente eléctrica que viaja a través de un electroimán que mueve un pequeño martillo que interrumpe la corriente, generando así el sonido del aparato. Estas partículas cargadas por presionar el botón viajan y generan el sonido gracias al campo magnético.
     • La Brújula
       • A pesar de ser un objeto muy antiguo, el mejor ejemplo aplicado de electromagnetismo lo podemos observar en el funcionamiento de la brújula. Simple en estructura y ejecución, el movimiento de las agujas se basa en los principios magnéticos de los polos, y en los eléctricos por la interacción del mecanismo y fricción que genera. en este caso, las partículas cargadas de en la brújula, se ven influidas por el campo electromagnético de la tierra que se encuentra en el polo norte.
     • Guitarra Eléctrica
       • Este instrumento puede no ser utilizado por todos, pero sí es conocido por la mayoría de las personas. La diferencia entre una guitarra eléctrica y una acústica es el principio utilizado para generar el sonido de las cuerdas: la primera necesita electricidad a través de campos magnéticos para así generar el timbre de las cuerdas. El campo formado por un electroimán cargado que permite la producción de sonido gracias a la vibración de la cuerda y a la corriente eléctrica de este pequeño campo.

5. Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente

   • ¿Qué quiere decir esto?
     • Según M. Techeira: "Las fuerzas magnéticas sobre las cargas en movimiento en el interior del conductor se transmiten al material del conductor, el cual en conjunto experimenta una fuerza distribuida en toda su longitud."

6. Fuerza magnética sobre una espira con corriente

   • ¿Qué quiere decir esto?
     • Una espira crea un campo magnético tal como el de la figura.

7. Aplicaciones de los conceptos en la vida

   • Resonancia Magnética
     • La Resonancia Magnética (RM) es una forma no invasiva para ver los órganos, tejidos, huesos, y otras estructuras dentro del cuerpo. Utiliza fuertes campos magnéticos y ondas de radio para producir imágenes internas del cuerpo. Al contrario de los rayos-X y las tomografías computarizadas, las máquinas de RM producen transversalmente imágenes en 3D del cuerpo sin hacer uso de la radiación.
     • Una máquina de RM es grande, de forma cilíndrica que contiene un imán muy fuerte con forma de dona. Los imanes se miden por lo general usando gauss y un imán de IRM puede ser de hasta 20,000 gauss
   • Grabación Magnética
     • El magnetismo se utiliza en el almacenamiento de información vía grabación magnética esta se realiza en cintas magnéticas, discos flexibles (floppy disks) y discos duros. Una cabeza de grabación convencional consiste en un material magnético de alta permeabilidad alrededor del cual pasa una corriente por un alambre.
     • El campo magnético en la brecha magnetiza el medio magnético en dirección del campo. Cambiando la dirección de la corriente se pueden magnetizar diferentes regiones del medio en direcciones opuestas y por tanto se tiene un código de información binario.
   • Tecnología de Burbujas Magnéticas
     • La fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente, se aplica en burbujas magnéticas que pueden representarse como pequeños dominios móviles cuya polaridad es contraria a la de sus alrededores. La presencia o ausencia de una burbuja puede ser interpretada como un código binario.
     • Aparte de usar un campo magnético para propagar las burbujas, se pueden usar corrientes en planos conductores para producir el campo.

8. Referencias Bibliográficas

   • Raffino, M. (2019) Concepto de Magnetismo [Documento línea] Disponible en: https://concepto.de/magnetismo/#ixzz6La9zxXYk
   • Pérez, J. y Gardey, A. (2018) Definición de Magnetismo [Documento en línea] Disponible en: https://definicion.de/magnetismo/
   • Raffino, M (2020) Concepto de Campo Magnético[Documento en línea] Disponible en: https://concepto.de/campo-magnetico/#ixzz6LaAZB73w
   • Tomé, C. (2016) Trayectorias de las partículas cargadas en un campo magnético [Documento en línea] Disponible en: https://culturacientifica.com/2016/05/31/trayectorias-las-particulas-cargadas-campo-magnetico
   • Techeira, M. (S.F.) Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente[Documento en línea] Disponible en: https://es.slideshare.net/MatildeTecheira/fuerza-magnetica-sobre-un-conductor-que-transporta-corriente
   • FisQuiWeb (2017) Interaciión Electromagnética [Documento en línea] Disponible en: https://www.uv.es/jmarques/_private/Electromagnetismo.pdf
   • Triipler y Mosca (2006) Física para la ciencia y tecnología: Volumen 2 [Documento en línea] Disponible en: https://books.google.co.ve/books?id=SghjkM6MwygC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

9. Ley de Biot y Savart

   • ¿Que establece?
     • La ley de Biot y Savart establece que el campo magnético producido por una corriente cualquiera en un punto P viene determinado por la siguiente expresión:

10. Campo magnético creado por corrientes volúmicas

    • ¿Qué es?
      • Un Campo magnético creado por corrientes volúmicas es aquel creado por un objeto con volumen que posee una superficie cerrada y que posee un vector unitario dirigido siempre hacia el exterior del cuerpo magnetizado.
        • Esto produce que el cuerpo volumétrico equivalga a un conductor laminar vacío que ocupa una superficie por el que circula una corriente con densidad volumétrica

11. Campo magnético creado por cargas puntuales en movimiento

    • ¿Qué es?
      • Según Fernández y Coronado “Si una carga q se mueve con una velocidad v generará un campo magnético B cuya intensidad en un punto cualquiera P vendrá dada por la siguiente expresión:

12. Ley de circulación de Ampère.

    • ¿Qué establece?
      • “La ley de Ampere establece que para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los elementos de longitud multiplicado por el campo magnético en la dirección de esos elementos de longitud, es igual a la permeabilidad multiplicada por la corriente eléctrica encerrada en ese bucle.” (Olmo, s.f)
        • Aplicaciones de este concepto

13. Flujo magnético

    • ¿A qué se refiere?
      • Según Khan Academy (s.f), “El flujo magnético es una medida del campo magnético total que pasa a través de un área dada. Es una herramienta útil para describir los efectos de la fuerza magnética en algún objeto que ocupa un área dada.”
        • Allí se explica que si usamos la representación de líneas de campo del campo magnético, entonces cada línea de campo que atraviesa un área dada contribuye con algo de flujo magnético, y esa es una forma sencilla de definir este término.
          • Aplicaciones de este concepto
            • Un medidor de flujo magnético (medidor de flujo mag) es un medidor de flujo volumétrico que no tiene piezas móviles y es ideal para aplicaciones de aguas residuales o cualquier líquido sucio que sea conductor o a base de agua. Los medidores de flujo magnéticos en general no funcionan con hidrocarburos, agua destilada y muchas soluciones no acuosas.

14. Ley de Gauss

    • ¿Qué establece?
      • En cuanto a la Ley de Gauss, se puede citar que “Esta ley expresa la inexistencia de cargas magnéticas o, como se conocen habitualmente, monopolos magnéticos. Las distribuciones de fuentes magnéticas son siempre neutras en el sentido de que posee un polo norte y un polo sur, por lo que su flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo.” (Meneses, 2020)

15. Magnetismo en la materia

    • Corrientes de magnetización
      • ¿Qué son?
        • las corrientes magnéticas son corrientes superficiales que fueron creadas por la acción de cargas ligadas y que ocurren gracias a la saturación de flujo del núcleo magnético en transformadores y otros objetos que requieran del magnetismo desarrollar correctamente sus funciones.
    • Vector magnetización
      • ¿Qué es?
        • Un vector magnético es la es la magnitud vectorial que determina el momento dipolar de un objeto por la unidad del volumen, con la extensión de la expresión de un solo dipolo
    • Intensidad de campo
      • ¿Qué es?
        • Según Vidal (2017) la intensidad de un campo es la fuerza que un campo magnético ejerce sobre un polo magnético colocado en cierto punto, dicha fuerza se mide en Gauss (G) y en Tesla (T). También se le conoce como excitación magnética y a este campo se le conoce como “campo H”
    • Clasificación de sustancias magnéticas
      • ¿Cómo se clasifican?
        • Diamagnetismo
          • Materiales que poseen poco magnetismo y estos son repelidos por los imanes, como por ejemplo el agua.
        • Paramagnetismo
          • Son aquellos que tienen poca susceptibilidad de atracción hacia un campo magnético, como por ejemplo las partículas de oxígeno que son poco magnéticos.
        • Ferromagnetismo
          • Objeto de material cristalino y propiedades ferromagnéticas, que permiten mantenerse imantados mientras que están en un campo magnético, el acero eléctrico se considera un material con estas características.
        • Antiferromagnetismo
          • Estos elementos son aquellos que a pesar de estar bajo el efecto de un campo magnético, estos no se sienten atraídos gracias a sus propiedades físicas, el óxido de magnesio es un ejemplo perfecto para identificar a estos materiales.

16. Referencias Bibliográficas 2

    • Ecured (s.f). Diamagnetismo [Documento en línea]. Disponible en: https://www.ecured.cu/Diamagnetismo (Consulta: 2020, Junio 2)
    • Ecured (s.f). Ferromagnetismo [Documento en línea]. Disponible en: https://www.ecured.cu/Ferromagnetismo (Consulta: 2020, Junio 2)
    • Electrónica_P95 (s.f). Clasificación de los materiales magnéticos [Documento en línea] Google Sites. Disponible en: https://sites.google.com/site/electronicap95/home/clasificacion-de-los-materiales-magneticos (Consulta: 2020, Junio 2).
    • Europa (s.f). Campo magnético [Documento en línea]. Disponible en: https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/es/campos-electromagneticos/glosario/abc/campo-magnetico.htm#:~:text=Definici%C3%B3n%3A,fuente%20que%20provoca%20el%20campo. (Consulta: 2020, Junio 2)
    • Fernández, J. y Coronado, G. (s.f) Ley de Biot-Savart [Documento en línea]. Disponible en: https://www.fisicalab.com/apartado/campo-magnetico-creado-corriente-electrica (Consulta: 2020, Junio 2).
    • Greenwood Magnetics (2015). ¿Qué significa el término “Paramagnético”? [Documento en línea]. Disponible en: https://www.greenwoodmagnetics.com/es/resource/what-is-the-meaning-of-the-term-paramagnetic/ [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Guerra (2016). Clasificación de las propiedades magnéticas [Documento en línea]Prezi. Disponible en: https://prezi.com/gdkufl8ozp3z/clasificacion-de-las-propiedades-magneticas/ [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Khan Academy (s.f.) ¿Qué es el flujo magnético? [Documento en línea]. Disponible en: https://es.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnetic-flux-faradays-law/a/what-is-magnetic-flux (Consulta: 2020, Junio 2)
    • Masoller (s.f). Magnetismo en medios materiales [Documento en línea]. Disponible en: http://www.fisica.edu.uy/~cris/teaching/masoller_AF_tema7.pdf [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Medina, F. (s.f) Corrientes de Magnetización [Documento en línea]. Disponible en: https://personal.us.es/boix/uploads/pdf/electromagnetismo/corrientes_de_magnetizacion_prot.pdf [Consulta: 2020, Junio 2]
    • Meneses, W. (2020) Física II: Ley de Gauss para el campo magnético [Documento en línea] Disponible en: https://sites.google.com/site/fisica2cerpdeln/1-presentacion-de-las-ecuaciones-de-maxwell/1-2-ley-de-gauss-para-campo-magnetico?authuser=0 (Consulta: 2020, junio 2)
    • Olmo, M. (s.f) Ley de Ampere [Documento en línea] Disponible en: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/amplaw.html (Consulta: 2020, junio 2)
    • Orellana (s.f). Excitación magnética [Documento en línea] Scribd. Disponible en: https://es.scribd.com/doc/63372488/Excitacion-magnetica [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Orozco (2019). Corriente de magnetización en transformadores [Documento en línea]. Disponible en: https://www.linkedin.com/pulse/corriente-de-magnetizaci%C3%B3n-en-transformadores-saul-orozco#:~:text=El%20fen%C3%B3meno%20de%20la%20corriente,en%20grandes%20corrientes%20impulsado%20por [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Rua (s.f). Campos magnéticos en la materia [Documento en línea]. Disponible en: https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/13757/1/24_MAGNETISMO_MATERIA_BIB.pdf [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Universidad de Sevilla (2013). Materiales magnéticos [Documento en línea] Laplace. Disponible en: http://laplace.us.es/wiki/index.php/Materiales_magn%C3%A9ticos#Introducci.C3.B3n [Consulta: 2020, Junio 2].
    • Vidal (2017). Campo magnético intensidad [Documento en línea]Disponible en: https://www.slideshare.net/OriolSaulVidalTrejo/campo-magnetico-intensidad [Consulta: 2020, Junio 2].

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