Magnetismo y Campo Magnetico

Magnetismo

• El magnetismo (del latín magnes, -ētis, imán) 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 influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
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• Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán.
•  Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén orientados.

                       

• El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del material y, particularmente, de la configuración electrónica.

• Un Poco de Historia

• Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro 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.

• El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.
•  En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. c. titulado : «La magnetita

    atrae al hierro hacia sí o es atraída

    por éste».

Campo Magnético

• El campo magnético es una región de espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad  , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.
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• Donde F es la fuerza, V es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético
• El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:
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• La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.
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La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.

Fuentes del campo magnético

• Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.

La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampère. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampère-Maxwell.

Ley de la Mano Derecha

El pulgar apunta en el mismo sentido que la corriente eléctrica y los demás dedos siguen el sentido del campo magnético.

¿Qué es un imán?

• Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales.

• En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural.

Partes de un iman

• Eje magnético: barra de la línea que une los dos polos.
• Línea neutral: línea de la superficie de la barra que separa las zonas polarizadas.
• Polos: los dos extremos del imán donde las fuerzas de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur; (no deben confundirse con positivo y negativo) los polos iguales se repelen y los diferentes se atraen.

¿Puede un imán perder su potencia?

• Para que un imán pierda sus propiedades debe llegar a la llamada "temperatura de Curie" que es diferente para cada composición. Por ejemplo para un imán cerámico es de 450 ºC, para uno de cobalto 800 ºC, etc.
• También se produce la desimanación por contacto, cada vez que pegamos algo a un imán perdemos parte de sus propiedades. Los golpes fuertes pueden descolocar las partículas haciendo que el imán pierda su potencia.

Propiedades de los imanes

• Materiales Magnéticos:  poseen una forma especializada de energía que está relacionada con la radiación electromagnética.
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• Propiedades Magnéticas Macroscópicas: asociados, con los electrones individuales. Cuando el electrón gira alrededor del núcleo, se
  convierte en una carga eléctrica en movimiento, por lo que se genera un momento magnético.
  Cada electrón gira alrededor de si mismo creando un momento magnético.

• Diamagnéticos: son `débilmente repelidos' por las zonas de campo magnético elevado. Cuando se someten a un campo, los dipolos se orientan produciendo campos magnéticos negativos, contrarios al campo aplicado.
• Paramagnéticos:  son débilmente atraído por las zonas de campo magnético intenso. Se observa frecuentemente en gases.

• Ferromagnéticos : se caracterizan por ser siempre metálicos, y su intenso magnetismo. Este magnetismo puede ser conservado o eliminado según
  se desee, los 3 materiales ferromagnéticos son el hierro, el cobalto y el níquel.
• Ferrimagnéticos : es la base de la mayoría de los imanes metálicos de utilidad, los materiales magnéticos cerámicos se basan en un fenómeno ligeramente diferente.

Usos de los imanes

• Los imanes se utilizan de muy diversas formas: altavoces o parlantes, pegatinas (figuras que se adhieren a las neveras), brújulas, cierres para heladeras, llaves codificadas, bandas magnéticas de tarjetas de crédito o débito, bocinas, motores, generadores, detectores de metales, para el cierre de mobiliario, así como también se usan en las industrias. 

                 

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• Vídeo del uso de un Campo Magnético para transporte (Tren Bala)
• http://www.youtube.com/watch?v=YVY5S_0BQnE