Presentaciòn flujo Magnetico-UC

1. UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA
EDUCACIÓN MENCIÓN FÍSICA
Piñero Kimberly
C.I:17.880.620
Tovar Ambar:
C.I:19.790.957
FLUJO
MAGNETICO

2. FLUJO
MAGNETICO
Se define el flujo del campo magnético B a través de una superficie, y se
representa por la letra griega Φ, como el número total de líneas de
fuerza que atraviesan tal superficie. En términos matemáticos, para un
campo magnético constante y una superficie plana de área S, el flujo
magnético se expresa en la forma:
siendo φ el ángulo que forman las líneas de fuerza (vector B) con la
perpendicular a la superficie. Dicha ecuación recoge, mediante el cos φ,
el hecho de que el flujo varíe con la orientación de la superficie respecto
del campo B y también que su valor dependa del área S de la superficie
atravesada. Para φ = 0° (intersección perpendicular) el flujo es máximo e
igual a B.S; para φ = 90° (intersección paralela) el flujo es nulo.
La idea de flujo se corresponde entonces con la de « cantidad » de
campo magnético que atraviesa una superficie determinada. En el
Sistema Internacional se expresa en wéber (Wb) o su equivalente N.m
/A. Un wéber es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una
sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se
anula dicho flujo en 1 segundo por crecimiento uniforme.
Φ = B.S.cos φ

3. En una superficie cerrada entran tantas líneas
como salen, dentro de la superficie no nacen ni
mueren las líneas.
Por este motivo las líneas del campo magnético
son siempre curvas cerradas: no existen fuentes
o sumideros como en el campo eléctrico ni se
pueden separar los polos de un imán.
FLUJO
MAGNETICO
Si el campo no es constante o la
superficie no es plana, el flujo se
calcula mediante la integral
El flujo representa el número neto de
líneas que atraviesan la superficie en
dirección del vector S que la representa.
(Al decir numero neto se entiende que se
cuentan como positivas las líneas que
atraviesan la superficie en el sentido del
vector S y negativas las del sentido
contrario)
Una superficie cerrada sobre
un campo se divide en
pequeños elementos de
área. Cada elemento se
representa por un vector
El flujo magnético a través de
superficies cerradas es siempre cero:

4. FLUJO
MAGNETICO

5. MAGNETIZACIÓN
Materiales magnéticos
Existen unos cuantos materiales que son magnéticos de
forma natural, o que tienen el potencial de convertirse en
imanes. Algunos de estos materiales son:
•hierro
•hematita
•magnetita
•gases ionizados, (como el material del que están hechas
las estrellas )
Se puede hacer un imán para atraer objetos que contengan
material magnético, como el hierro, aunque este no esté
magnetizado. Pero no se puede hacer un imán para atraer
materiales plásticos, de algodón o de cualquier otro
material, como roca de silicato, pues estos no son
materiales magnéticos.

6. MAGNETIZACIÓN
En algunos materiales, a los que llamaremos
materiales magnéticos, se observa que sus átomos o
iones se comportan como si fuesen pequeños
imanes que interactúan entre sí.
En estos casos se dice que los átomos tienen un
MOMENTO MAGNÉTICO diferente de cero, el cual se
caracteriza por su magnitud y la dirección en la que
está orientado. En lo sucesivo, a estos pequeños
imanes los denominaremos espines magnéticos o
simplemente espines.
El MOMENTO MAGNÉTICO de un
objeto es un vector que relaciona el
torque alineado con el momento
magnético experimentado con el
objeto, con el propio campo vectorial.
La relación es:
Donde τ es el torque, μ es el momento
magnético, y B es el campo magnético. El
alineamiento del momento magnético con el
campo crea una diferencia en la energía
potencial U:
Uno de los ejemplos más simples de
momento magnético es el de una espira
conductora de la electricidad, con
intensidad I y área A, para el cual la
magnitud es:
Momento magnetico

7. LA MAGNETIZACIÓN, imantación
o imanación de un material es la
densidad de momentos dipolares
magnéticos:
MAGNETIZACIÓN
En la mayoría de los
materiales, la magnetización
aparece cuando se aplica un
campo magnético a un cuerpo.
En unos pocos materiales,
principalmente los
ferromagnéticos,, la
magnetización puede tener
valores altos y existir aun en
ausencia de un campo externo.
También se puede magnetizar
un cuerpo haciéndolo girar.
Para describir la imanación se recurre a tres campos
promediados en el espacio, que describen de forma
macroscópica las cargas en movimiento, los momentos
magnéticos cuánticos y el campo de inducción magnética B:
•B es el promedio del campo magnético microscópico (que se
representa con la misma letra que el campo real, lo que da
origen a confusiones).
•M se refiere a los momentos dipolares magnéticos de las
cargas ligadas.
•H es la excitación magnética y se refiere a las corrientes
libres y los polos magnéticos. Aunque se identifica con el
campo externo, el campo H puede tener fuentes en el cuerpo
magnetizado.
La relación entre estos
tres campos es:

8. MAGNETIZACIÓN
Los materiales adquieren una
componente de magnetización en la
presencia de un campo magnético. Para
campos pequeños, del orden del campo
terrestre, la magnetización inducida es
proporcional al campo aplicado:
M=k*H
donde k es una constante adimensional
llamada susceptibilidad magnética.
La imantación nos permite pasar la cualidad magnética
de un cuerpo a otro cuerpo y a partir de haber
efectuado satisfactoriamente el procedimiento, ese
cuerpo, al cual se le atribuyeron las propiedades
magnéticas, va a comenzar a atraer magnéticamente a
otros objetos como si fuese un imán.
Entre los métodos de imantación más empleados se
destacan los siguientes: frotamiento o contacto directo
(se procede a frotar uno de los extremos del material,
ya sea de acero o de hierro, con uno de los polos del
imán, mientras que se frota el otro extremo con el otro
polo), inducción (en las cercanías de un imán bastante
potente se disponen barras de acero o hierro muy
pequeñas) y empleo de corriente eléctrica (se enrolla
un cable sobre un pedazo de hierro, lo que
popularmente se denomina como bobina, lo cual
originará un electroimán).

9. MAGNETIZACIÓN
Propiedades de los
materiales magneticos
1) Diamagnéticos. Son aquellos
materiales en los que sus
átomos no tienen momento
magnético resultante; debido a
esto no pueden interactuar
magnéticamente con otros
materiales.
2) Paramagnéticos. Son materiales en
los cuales los átomos sí tienen
momento magnético. Sin embargo, en
ausencia de un campo magnético
externo los espines individuales
apuntan en direcciones diversas, de
manera que sus contribuciones
individuales se anulan; como
consecuencia, no se observa un
campo magnético resultante. Si se
aplica un campo externo, entonces los
espines se orientan ligeramente,
dando como resultado una imantación
en la dirección del campo aplicado.
3) Ferromagnéticos. En estos
materiales las interacciones entre
los espines son tales, que éstos
tienden a alinearse paralelamente.
Debido a esto, a temperaturas bajas,
esto es, cuando los efectos internos
son mucho más importantes que los
externos, hay en estos materiales
una orientación única con la cual se
reduce a su valor mínimo la energía
del material. Esta orientación
corresponde a todos los espines
que apuntan exactamente en la
misma dirección.
4) Antiferromagnéticos. En estos
materiales, las interacciones
entre los espines tienden a
alinearlos antiparalelamente.
Como resultado, a bajas
temperaturas y en ausencia de un
campo magnético externo, habrá
una configuración única de
mínima energía. En este estado
del sistema, todos los espines
apuntan alternadamente hacia
arriba y hacia abajo, y el material
no exhibe magnetismo a nivel
macroscópico.
Los espines
apuntan en
direcciones
al azar
Los espines
tienen tendencia
a alinearse en
una misma
dirección
Tendencia de los
espines a alinearse
antiparalelamente a
sus vecinos.
Existe un campo
magnético
aplicado B

10. SUSCEPTIBILIDAD
La susceptibilidad magnética es el
grado de magnetización de un
material, en respuesta a un campo
magnético. Este número se
representa con el símbolo Xm, y es
adimensional. Se define como:
Xm = M / H
donde M es la magnetización del
material (la intensidad del momento
magnético por unidad de volumen) y
H es la intensidad del campo
magnético externo aplicado.
Si χ es positivo, el material se llama
paramagnético , y el campo magnético
se fortalece por la presencia del
material. Si χ es negativa, el material es
diamagnético, y el campo magnético se
debilita en presencia del material. si
χ>>1 es un material ferromagnético.

11. SUSCEPTIBILIDAD
Susceptibilidad en los materiales magnéticos
Diamagnéticos: Susceptibilidad
magnética muy pequeña y negativa.
(yeso, cuarzo, etc.)
Paramagnéticos: Susceptibilidad magnética
débil y negativa. (biotita, piroxenos, etc.)
Ferromagnéticos: Susceptibilidad
magnética muy fuerte y positiva.
(hierro, cobalto, etc.)
Antiferromagnéticos: baja
Susceptibilidad, casi 0, aunque
positiva. (hematites)
Biotita
Hematita
Pirita o
sulfuro de
hierro
Cuarzo

12. LEY DE FARADAY
Primera experiencia:
Se tienen dos bobinas, una dentro de otra,
conectadas a una batería, con un reóstato e
interruptor en serie además de un
galvanómetro.
Conclusiones:
•Cualquier variación de la
corriente en el circuito
primario produce una fuerza
electromotriz (que engendra
una corriente) en el circuito
secundario
•Si la corriente primaria es
constante, no existe
ninguna fuerza electromotriz
en el circuito secundario

13. LEY DE FARADAY
Segunda experiencia:
Se introduce el polo norte de un imán
permanente en una bobina al cual se le
conecta un galvanómetro
Conclusiones
•La variación de flujo
magnético crea en el interior
de la bobina una fuerza
electromotriz que depende
del valor de dicho flujo y de la
velocidad de movimiento
•El sentido de la corriente
inducida es tal que tiende a
oponerse a la causa que lo
motiva

14. LEY DE FARADAY
Tercera experiencia:
Se tienen las mismas bobinas que la
experiencia primera y se le introduce una
barra de hierro en la zona de campo
magnético de las dos bobinas
Conclusiones
•Al variar el flujo magnético,
mediante una variación de
la permeabilidad del medio,
aparece una corriente
eléctrica inducida.

15. LEY DE FARADAY
Enunciado:
La fuerza electromotriz inducida en un circuito es
igual, y de signo opuesto, a la variación del flujo
magnético que atraviesan el circuito en el intervalo de
tiempo t
ε = - Δ /Δtϕ
ε = - N.Δ /Δtϕ

16. GRACIAS POR
SU ATENCIÓN
Comprender las cosas
que nos rodean es la
mejor preparación para
comprender las cosas
que hay más allá.
Hipatia (Filósofa y
matemática egipcia)

17. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CASTRILLÓN, Laura. (1995). Materiales magnéticos. Extraído el 15 de febrero de 2012,
desde:http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/088/html/sec_4.html
FRANCO, Ángel. (2010).Demostración de la ley de Faraday (I). Extraído el 15 de febrero de 2012, desde:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/fem/fem.htm
GÓMEZ, M. (2004). Sustancias diamagnéticas. Extraído el 15 de febrero de 2012, desde:
http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/pr-36/PR-36e.htm
MARTÍN, Teresa y SERRANO, Ana. (2011). El magnetismo. Curso de física Básica. Extraído el 15 de febrero de 2012,
desde: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnet/espira.html
SERWAY, Raymond A. (1996). Física para ciencias e ingeniería. Electromagnetismo, Quinta Edición. Editorial McGraw-
Hill,
WIKIPEDIA, (2012). Susceptibilidad magnética. Extraído el 15 de febrero de 2012, desde:
http://es.wikipedia.org/wiki/Susceptibilidad_magn%C3%A9tica