1. Magnetismo
GENERALIDADES, BOSQUEJO HISTÓRICO, IMPORTANCIA DEL
ELECTROMAGNETISMO, IMANES, CLASIFICACIÓN, DESCRICPIÓN DE UN
IMÁN, CONVECCIÓN PARA NOMBRAR POLOS MAGNÉTICOS, METODOS DE
MAGNETIZACIÓN, GEOMAGNETISMO, ANGULOS DE DECLINACIÓN E
INCLINACIÓN, TEORIAS DEL MAGNETISMO, WEBER, EDWIN (DOMINIOS).

2. El magnetismo es una rama de la física muy compleja ya que no puede ser
explicado únicamente mediante postulados de la mecánica clásica, por lo que
aquí trataremos brevemente algunos de los fenómenos más básicos.
El fenómeno del magnetismo era conocido ya por los antiguos griegos desde
hace más de 2000 años. Se observaba que ciertos minerales (imanes) podían
atraer o repeler pequeños objetos de hierro. De hecho, el nombre de
magnetismo proviene de la provincia griega Magnesia, donde se encuentran los
yacimientos más importantes de la magnetita (Fe3O4), mineral con acusadas
propiedades magnéticas.
Aunque se tenía conocimiento de este fenómeno de forma experimental no fue
hasta mediados del siglo XIX cuando se formularon teóricamente todas las
interacciones de tipo eléctrico y magnético, resumidas en las ecuaciones de
Maxwell.
Nociones previas
Las propiedades magnéticas son más acusadas en los extremos del imán, que
se denominan polos magnéticos, polo Norte (N) y polo Sur (S). Del mismo
modo que cargas eléctricas del mismo signo se repelen y de distinto se
atraen, imanes que se acercan por polos iguales se repelen y si se acercan
por polos opuestos se atraen. Es imposible aislar un único polo magnético,
de modo que si un imán se parte en dos, en cada trozo vuelve a haber un polo
Norte y uno Sur.
De forma análoga al campo eléctrico en magnetismo hablamos en términos de
un vector llamado campo magnético B representado por sus líneas de campo
de modo que en cada punto del espacio el campo es tangente a dichas líneas.
El hecho de que los polos magnéticos nunca se puedan dar por separado se
traduce en que las líneas de campo son siempre cerradas, saliendo del polo
Norte y entrando por el polo Sur.

3. Cuando un trozo de hierro, un imán o un hilo de corriente se colocan en una
zona en la que existe un campo se ven sometidos una fuerza que tiende a
orientarlos de una forma determinada.
Materiales magnéticos
El comportamiento de los materiales en presencia de un campo magnético sólo
puede explicarse a partir de la mecánica cuántica, ya que se basa en una
propiedad del electrón conocida como espín. Se clasifican fundamentalmente
en los siguientes grupos:
o Ferromagnéticos: constituyen los imanes por excelencia, son materiales que
pueden ser magnetizados permanentemente por la aplicación de campo
magnético externo. Por encima de una cierta temperatura (temperatura de
Curie)se convierten en paramagnéticos. Como ejemplos más importantes
podemos citar el hierro, el níquel, el cobalto y aleaciones de éstos.
o Paramagnéticos: cada átomo que los constituye actúa como un pequeño
imán pero se encuentran orientados al azar de modo que el efecto magnético
se cancela. Cuando se someten a la aplicación de un B adquieren una
imanación paralela a él que desaparece al ser retirado el campo externo.
Dentro de esta categoría se encuentran el aluminio, el magnesio, titanio, el
wolframio o el aire.
o Diamagnéticos: en estos materiales la disposición de los electrones de cada
átomo es tal que se produce una anulación global de los efectos magnéticos.
Bajo la acción de un campo magnético externo la sustancia adquiere una

4. imanación débil y en el sentido opuesto al campo aplicado. Son diamagnéticos
por ejemplo el bismuto, la plata, el plomo o el agua.
Relación entre campos eléctricos y magnéticos
A continuación se comentan, de forma cualitativa, algunas de los fenómenos
que ponen de manifiesto la interacción entre campo eléctricos y campos
magnéticos:
 Una brújula cambia de orientación cerca de una corriente eléctrica: las
brújulas son pequeños imanes sujetos a un soporte de forma que puedan girar
libremente. De forma casi fortuita, el científico danés Oersted se percató de
que una brújula sufría desviaciones al estar cerca de una corriente eléctrica.
Si se disponen varias brújulas en torno a un hilo conductor, se observa que
cuando no circula corriente eléctrica, todas ellas apuntan al Norte de la Tierra,
debido al efecto del campo magnético terrestre (sección sabías que... de esta
página). Si se hace circular una corriente, se orientan formando una
circunferencia en torno al hilo.
En ausencia de corriente eléctrica las brújulas apuntan al Norte (a).
Cuando circula una corriente por el conductor las brújulas se orientan en
torno al conductor(b).

A partir de este hecho se empezó a estudiar la relación existente entre la
electricidad y el magnetismo, fenómenos que se consideraban
independientes. Se comprueba que, además de los imanes, la corriente
eléctrica genera campo magnético y finalmente se concluye que el campo
creado por los imanes responde a corrientes eléctricas a nivel microscópico
por lo que:
.

5. la corriente eléctrica es la única fuente de campo magnético
 En el siguiente enlace podrás ver cuánto vale el campo generado por una
corriente eléctrica que circula por un conductor.
 Un hilo de corriente sufre una fuerza en presencia de un campo
magnético: en este caso la relación entre corriente eléctrica y magnetismo se
manifiesta de forma inversa que en el ejemplo anterior: un hilo de corriente,
cuando se encuentra en una región del espacio en la que existe un campo
magnético, sufre una fuerza perpendicular al hilo. Si se invierte sentido de la
corriente se comprueba que la desviación del hilo se produce en sentido
contrario.
La fuerza ejercida por el campo magnético que sufre un conductor por el
que circula una corriente eléctrica cambia de sentido si se invierte el
sentido de la corriente.
 Es decir, no sólo los imanes sufren una fuerza en presencia de un campo
magnético, también podremos calcular la fuerza de B sobre un hilo de
corriente.
 Inducción magnética: con el primer ejemplo quedó en evidencia que una
corriente eléctrica genera un campo. ¿Sucede el fenómeno inverso?, es decir,
¿un campo magnético genera un campo eléctrico? Se comprueba que si, por
ejemplo, se acerca y se aleja un imán cerca de un material conductor se
detecta una intensidad de corriente, pero si el imán permanece en reposo
desaparece esa corriente. A este proceso se le denomina inducción
magnética y se resume diciendo que un campo magnético (exactamente, flujo
magnético) variable genera una corriente eléctrica. Este hecho fue enunciado
por primera vez por Faraday (Ley de Faraday) y constituye el principio básico
del funcionamiento de los generadores eléctricos.

6.  Espectro electromagnético: todas estas interacciones entre campos
eléctricos y campos magnéticos fueron resumidas y formuladas
matemáticamente por Maxwell en las llamadas ecuaciones de Maxwell;
quedan demostradas también la existencia de las ondas electromagnéticas. El
primero en generar estas ondas predichas teóricamente por Maxwell
fue Hertz, quien las llamó ondas de radio. Estas ondas están formadas por un
campo magnético B y uno eléctrico E, perpendiculares entre sí y
perpendiculares a la dirección de propagación, que se transmiten en el vacío a
la velocidad c de 3 108 m/s, cumpliéndose en cualquier instante la relación E =
c B. El conjunto de estas ondas en todo su rango posible de frecuencias
constituye el espectro electromagnético, del cual la luz visible representa un
pequeño intervalo (entre 400 y 700 nm de longitud de onda).
Geomagnetismo. El magnetismo es la propiedad natural que tienen algunos
cuerpos de atraer el hierro. El globo terráqueo, lo mismo que un imán, engendra
un campo magnético. Este fenómeno se denota con el término de
geomagnetismo, el cual incluye tanto la imanación propia de la tierra como la
ciencia consagrada a su estudio. Se prefiere en la actualidad al antiguo de
magnetismo terrestre.
Campo Geomagnético
Si se coloca una aguja de acero imantado sobre un corcho, que se deja flotando
en un recipiente lleno de agua, se verá que gira hasta que uno de sus extremos
apunta hacia el norte. Es un ejemplo bastante elemental del principio en que se
basa la brújula, instrumento usado para determinar la situación. Los dos lugares
hacia los que se orientan las puntas de la brújula se llaman polos magnéticos.
Si se suspende una aguja imantada por su centro de gravedad, de modo que
pueda moverse libremente alrededor de él, su polo norte apuntará siempre en el

7. hemisferio boreal hacia el suelo, no de manera pendicular, sino formando respecto
a la horizontal cierto ángulo que varía de un lugar a otro y que recibe el nombre de
inclinación magnética. En las regiones australes el polo sur es el que se dirige a la
tierra. Ello se debe a que el globo terráqueo se porta como un gigantesco imán
natural, dotado de fuerza de atracción lo mismo que los de menor tamaño. Se
ignora a que obedece esta propiedad.
Polos Magnéticos Terrestres
La Tierra tiene polos magnéticos como todos los imanes. El norte está situado hoy
día aproximadamente entra Canadá y Groenlandia, en las cercanías de la isla de
Bathurst, a más de un millar de kilómetros de su homónimo geográfico. El sur se
encuentra en las inmediaciones de la costa antártica, al mediodía de Tasmania, a
unos mil quinientos kilómetros del establecido geográficamente. Conviene
recargar que tales son sus posiciones al presente puesto que sufren un lento y
continuo desplazamiento. Además, no se hayan emplazados en los antípodas, o
sea en lugares diametralmente opuesto respecto al centro de la Tierra. Si fuera
posible trazar una línea que los uniera, o eje magnético, no pasaría por aquel.
El campo magnético terrestre sufre perturbaciones regulares e irregulares. Las
primeras dependen de la posición diurna y anual del Sol con referencia a la Tierra;
las segundas, a la actividad y alteraciones que ocurren en el astro. Durante las
anomalías y erupciones solares, la multitud de corpúsculo se adensa hasta
multiplicarse por cien y se verifican fenómenos luminosos en las latitudes
magnéticas, y solo en ellas, es decir, en los polos norte y sur: las auroras polares
una boreal y otra austral, la producción de las cuales ha merecido diversas
interpretaciones.
¿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.

8. La región del espacio donde se pone de
manifiesto la acción de un imán se llama
campo magnético. Este campo se
representa mediante líneas de fuerza,
que son unas líneas imaginarias,
cerradas, que van del polo norte al polo
sur, por fuera del imán y en sentido
contrario en el interior de éste; se
representa con la letra B.
¿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.
¿Cuántos tipos de imanes permanentes hay?
Además de la magnetita o imán natural existen diferentes tipos de imanes
fabricados con diferentes aleaciones:
 Imanes cerámicos o ferritas.
 Imanes de alnico.
 Imanes de tierras raras.
 Imanes flexibles.
 Otros.
Imanes cerámicos
Se llaman así por sus propiedades físicas. Su apariencia es lisa y de color gris
oscuro, de aspecto parecido a la porcelana. Se les puede dar cualquier forma, por
eso es uno de los imanes más usados (altavoces, aros para auriculares, cilindros
para pegar en figuras que se adhieren a las neveras, etc.). Son muy frágiles,
pueden romperse si se caen o se acercan a otro imán sin el debido cuidado.

9. Se fabrican a partir de partículas muy
finas de material ferromagnético
(óxidos de hierro) que se transforman
en un conglomerado por medio de
tratamientos térmicos a presión
elevada, sin sobrepasar la temperatura
de fusión.
Otro tipo de imanes cerámicos,
conocidos como ferritas, están
fabricados con una mezcla de bario y
estroncio. Son resistentes a muchas
sustancias químicas (disolventes y
ácidos) y pueden utilizarse a
temperaturas comprendidas entre _40
ºC y 260 ºC
Imanes de alnico
Se llaman así porque en su
composición llevan los elementos
alumnio, niquel y cobalto. Se fabrican
por fusión de un 8 % de aluminio, un 14
% de níquel, un 24 % de cobalto, un 51
% de hierro y un 3 % de cobre. Son los
que presentan mejor comportamiento a
temperaturas elevadas. Tienen la
ventaja de poseer buen precio, aunque
no tienen mucha fuerza.
Imanes de tierras raras
Son imanes pequeños, de
apariencia metálica, con una fuerza
de 6 a 10 veces superior a los
materiales magnéticos tradicionales.
Los imanes de boro/neodimio están
formados por hierro, neodimio y
boro; tienen alta resistencia a la
desmagnetización. Son lo bastante
fuertes como para magnetizar y
desmagnetizar algunos imanes de

10. alnico y flexibles. Se oxidan
fácilmente, por eso van recubiertos
con un baño de cinc, niquel o un
barniz epoxídico y son bastante
frágiles.
Los imanes de samario/cobalto no presentan problemas de oxidación pero tienen
el inconveniente de ser muy caros. Están siendo sustituidos por los de
boro_neodimio.
Es importante manejar estos imanes con cuidado para evitar daños corporales y
daño a los imanes (los dedos se pueden pellizcar seriamente).
Imanes flexibles
Se fabrican por aglomeración de partículas magnéticas (hierro y estroncio) en un
elastómero (caucho, PVC, etc.).
Su principal característica es la flexibilidad, presentan forma de rollos o planchas
con posibilidad de una cara adhesiva. Se utilizan en publicidad, cierres para
nevera, llaves codificadas, etc.
Consisten en una serie de bandas
estrechas que alternan los polos norte
y sur. Justo en la superficie su campo
magnético es intenso pero se anula a
una distancia muy pequeña,
dependiendo de la anchura de las
bandas. Se hacen así para eliminar
problemas, como por ejemplo que se
borre la banda magnética de una
tarjeta de crédito (se anulan con el
grosor del cuero de una cartera).
Otros imanes
Los imanes de platino/cobalto son muy buenos y se utilizan en relojería, en
dispositivos aeroespaciales y en odontología para mejorar la retención de prótesis
completas. Son muy caros.
Otras aleaciones utilizadas son cobre/níquel/cobalto y hierro/cobalto/vanadio.

11. Métodos de magnetización
Existen tres formas fundamentales de magnetizar una cinta:
 Magnetización perpendicular
 Magnetización longitudinal
 Magnetización transversal
Magnetización perpendicular Magnetización longitudinal
Magnetización transversal
Cabezales magnéticos para grabación en estéreo
Los cabezales magnéticos para la grabación en estéreo consisten en disponer,
dentro de una misma cápsula o envoltura, dos o cuatro cabezales magnéticos.
Para reducir la diafonía entre cabezales se insertan entre ellos unas pantallas de
mumetal conectadas a masa, utilizándose pantallas externas para evitar la
captación de campos magnéticos parásitos.

12. Cabezal estéreo de 2 canales Cabezal estéreo de 4 canales
Alineación de los cabezales magnéticas
Las alineaciones a tener en cuenta en los cabezales son las siguientes:
 Acimut
 Altura
 Ángulo
 Tangencia
 Contacto
Azimut Altura Ángulo
Tangencia Contacto
Desmagnetización de los cabezales
Los cabezales adquieren una imanación permanente por defecto de campos
externos, fugas de los circuitos, sobremodulaciones, etc. Para desmagnetizar el
cabezal se utiliza un electroimán con núcleo terminado en punta que tenga la
forma adecuada para facilitar su acercamiento a los cabezales.

13. El proceso consiste en acercar y retirar lentamente el electroimán de los cabezales
varias veces, con la platina conectada a la red.
El magnetismo de la Tierra o el campo magnético terrestre
Mediante la observación y el estudio de las ondas sísmicas, se dedujo que
la Tierra tiene un núcleo líquido de alta densidad y que a su vez, dentro de este
núcleo líquido hay un núcleo sólido. La teoría del magnetismo de la Tierra señala
que dicho núcleo actúa como un gigantesco imán gracias al cual, por ejemplo, se
puede explicar cómo funcionan las brújulas.
Según esta teoría, desde el núcleo de la Tierra se extiende un campo
magnético hacia el exterior hasta confluir con las partículas del viento solar, que
como mencionaba, podría simplificarse suponiendo que en el interior de nuestro
planeta existiese un enorme imán. Esta fue una de las primeras teorías del
magnetismo que se plantearon, fue formulada cerca del año 1600 y desde
entonces es aceptada como un hecho que se ha comprobado en innumerables
oportunidades.
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En el siglo XIX se comenzó a investigar el magnetismo seriamente y fue James C.
Maxwell quien completó el estudio del magnetismo, formulando las leyes que
rigen este fenómeno. Hoy en día resulta prácticamente imposible estudiar
el magnetismo y la electricidad de manera separada. El magnetismo es
generado por el movimiento de cargas eléctricas y lateoría de Maxwell logró
unificar numerosos postulados tanto de electricidad como demagnetismo.
Dentro de las ecuaciones de Maxwell está la Ley de Gauss, que fue propuesta
originalmente por Carl Gauss. Esta teoría relaciona los campos magnéticos, sus
fuentes y las cargas eléctricas. Puede ser aplicada sobre campos eléctricos o
magnéticos estáticos y evidencia la inexistencia de un polo magnético único e
independiente. De acuerdo con esta teoría, no existe un polo positivo o uno
negativo aislado.
La teoría de Weber
Otra de las teorías del magnetismo más populares refiere al alineamiento
molecular del material y comúnmente se la conoce como la teoría de Weber.
Dicha teoría señala que todas las sustancias magnéticas están compuestas de

14. pequeñas moléculas imantadas. Todo material no magnetizado tiene las fuerzas
magnéticas de los imanes moleculares, neutralizados por imanes moleculares
subyacentes, eliminando así cualquier efecto magnético.
Un material magnetizado tendrá la gran mayoría de sus moléculas imantadas
alineadas de forma tal que el polo positivo o norte de cada uno de los puntos de la
molécula están en una dirección y los del polo negativo o sur, en la dirección
opuesta. Así, aquel material con moléculas alineadas tendrá entonces un eficaz
polo positivo y uno negativo igualmente eficaz.