Tema 7: El campo magnético

MAGNETISMO NATURAL
1. Desde la antigüedad se conoce la existencia del magnetismo debido a la piedra magnetita, que posee la propiedad de atraer pequeñas porcones de hierro
2. Las sustancias responden imanándose cuando se les aplica un campo magnético
  1. Diamagnéticas
    1. Momento magnético resultante nulo. Reaccionan en contra del campo magnético, creando otro en sentido contrario que tiende a neutralizarlo (no sufren efectos magnéticos).
  2. Paramagnéticas
    1. Momentos magnéticos ordenados, se crea uno resultante pero la intensidad disminuye debido a la presencia de elementos diamagnéticos. Se magnetizan en presencia de imanes potentes solamente.
  3. Ferromagnéticas
    1. Momentos magnéticos ordenados, se crea uno resultante. Se imantan con facilidad y tienden a permanecer imantadas. Algunos ejemplos son el hierro, níquel, cobalto...
  4. Antiferromagnéticas
    1. La interacción entre los momentos magnéticos ordenados y distribuidos de forma antiparalela tiende a compensar sus efectos y contrarrestar la tendencia del campo a imanar la sustancia.
  5. Ferrimagnéticas
    1. También tienen una ordenación antiparalela de los momentos magnéticos, pero los dirigidos hacia una dirección son mayores que los dirigidos hacia la otra. Se produce una imanación resultante.
  6. Superparamagnéticas
    1. Una sustancia ferromagnética pasa a ser paramagnética pero con una intensidad de campo mayor al pulverizarla.
3. Campo magnético terrestre
  1. Hace del planeta un dipolo magnético.
  2. Los polos magnéticos están próximos a los geográficos, pero no coinciden de forma exacta.
  3. Algunas zonas del campo presentan anomalías asociadas a la composición del planeta (masas de hierro).
  4. Se produce fruto de el movimiento de los metales líquidos en el núcleo del planeta.
  5. Viene definido por:
    1. Declinación: Ángulo de diferencia entre el meridiano geográfico y el magnético
    2. Inclinación: Ángulo de desviación de la aguja imantada con la horizontal de las brújulas
4. Características de un imán
  1. Siempre tiene dos polos (Norte y Sur), y es imposible aislarlos.
  2. El campo magnético generado crea líneas de campo cerradas siempre.
  3. Las líneas de campo salen por el polo norte y entran por el sur.
CAMPO CREADO POR UNA CARGA EN MOVIMIENTO
1. Una carga genera campo magnético si está en movimiento. Por ser una carga generará también campo eléctrico.
2. La intensidad del campo magnético depende del medio, de la permeabilidad magnética, la carga, la velocidad de la misma y su posición. Se mide en Tesla (T)
3. La dirección es perpendicular al ángulo formado por la velocidad y el radiovector.
4. El sentido viene dado por la regla de Maxwell.
CAMPO CREADO POR UNA CORRIENTE RECTILÍNEA
1. Por un conductor rectilíneo e indefinido circula una corriente.
2. La intensidad del campo magnético creado será directamente proporcional a la intensidad de la corriente. Se mide en Tesla (T)
3. La dirección es tangente a la línea de campo.
4. El sentido viene dado por la regla de Maxwell.
5. Se puede calcular el vector campo mediante la LEY DE BIOT Y SAVART:
CAMPO CREADO POR UNA ESPIRA DE CORRIENTE
1. Se trata de un campo creado por un trozo de hilo conductor dispuesto en forma de circunferencia de radio R, por el que pasa una corriente de intensidad I y se crea un campo magnético de intensidad B en el centro de la espira.
2. La dirección del vector campo es perpendicular al plano de la espira.
3. El sentido viene dado por la regla de Maxwell.
4. La intensidad del campo, medida en T:
CAMPO CREADO POR UN SOLENOIDE Y UN ELECTROIMÁN
1. Un solenoide es un conductor arrollado de forma helicoidal por el que pasa una corriente eléctrica. Por tanto se compone de varias espiras barnizadas para evitar su contacto. En los electroimanes, el solenoide está arrollado sobre un núcleo de hierro.
2. Los solenoides y las bobinas se diferencian en que en los solenoides el radio es mejor a la longitud ; y en las bobinas ocurre lo contrario.
3. La intensidad del campo dependerá del número de espiras, el material del núcleo y la longitud (intensidad y longitud son inversamente proporcionales).
4. La dirección es la del eje del solenoide.
5. El sentido viene dado por la regla de Maxwell.
6. N es el número de espiras.
7. La permeabilidad magnética será la del hierro (electroimán) o en el vacío (solenoide)
8. Un toroide es un solenoide arrollado sobre un núcleo de hierro.
TEOREMA DE AMPÉRE
1. Sirve para calcular el vector campo (intensidad) en distribuciones simétricas de corriente.
2. Circulación de un vector (c): Integral en una línea cerrada de un vector.
  1. La intensidad del campo magnético vendrá dada por la Ley de Biot.Savart
  2. La intensidad interior (I) se da en una zona cerrada y atravesará una superficie definida por la longitud. La circulación es directamente proporcional a esta intensidad.
3. Aplicación a un solenoide
  1. Se toma un área del solenoide, con un número de espiras N.
  2. Se produce circulación en un área rectangular. Esta se anulará en una base pues en el exterior no hay campo magnético, y en las alturas (forma 90º).
  3. La circulación dependerá pues de la base colocada en el eje del solenoide, y por tanto del número de espiras de dicha longitud tomada.
Regla de Maxwell

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