MAGNETISMO

2. El magnetismo
 El magnetismo es uno de los campos más importantes de la física. Esta
cercanamente relacionado con la electricidad. Los capos magnéticos
afectan las cargas en movimiento y las cargas en movimiento producen
campos magnéticos. Los campos magnéticos variables incluso pueden
crear campos eléctricos. Estos fenómenos significan una unidad
subyacentes de electricidad y magnetismo. La fuente única de cualquier
campo magnético es la corriente eléctrica

3.  Una corriente eléctrica genera un campo magnético a su
alrededor. En el interior de la materia existen pequeñas
corrientes cerradas debidas al movimiento de los
electrones que contienen los átomos, cada una de ellas
origina un microscópico imán o dipolo. Cuando estos
pequeños imanes están orientados en todas direcciones
sus efectos se anulan mutuamente y el material no
presenta propiedades magnéticas; en cambio si todos los
imanes se alinean actúan como un único imán y en ese
caso decimos que la sustancia se ha magnetizado.

4.  Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas
cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación
entre la electricidad y el magnetismo.
 Los materiales magnéticos se clasifican en:
 Materiales magnéticos blandos.-se magnetizan fácilmente, pero también
tienden a perder su magnetismo con facilidad
 Materiales magnéticos duros.- se utilizan en los imane permanentes, que
proporcionan campos magnéticos sin el uso de la electricidad
 Los polos magnéticos también ejercen fuerzas atractivas o repulsivas uno
sobre otro similar a las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. Experimentos
simples con dos imanes de barra muestran que polos iguales se repelen y
polos opuestos se atraen mutuamente.

5. Campo magnético de la tierra
 La Tierra posee un poderoso campo magnético, como si
el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo
polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y
viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres
reciben el nombre de polo norte magnético y polo sur
magnético, su magnetismo real es el opuesto al que
indican sus nombres. El polo norte geográfico de la tierra
corresponde a un polo sur magnético y que el polo sur
magnético corresponde a un polo norte magnético. El
campo magnético de la Tierra está rodeado por una
región llamada magnetosfera, la cual previene que la
mayoría de las partículas del Sol, que se trasladan con
el viento solar, choquen contra la Tierra.

6.  El campo magnético (también conocido como el campo
geomagnético) se extiende desde el núcleo interno de la
Tierra hasta su confluencia con el viento solar. Es
aproximadamente el campo de un dipolo
magnético inclinado en un ángulo de 11 grados con
respecto a la rotación del eje, como si hubiera
un imán colocado en ese ángulo en el centro de la Tierra.
 Los polos magnéticos:
A diferencia del campo de un imán de barra, el campo de la Tierra
cambia con el tiempo porque en realidad es generado por el
movimiento de las aleaciones de hierro fundido en el núcleo
externo de la Tierra (la geodinámica), lo que hace que los polos se
desplacen de forma imperceptible para el hombre, por ello las
brújulas marcan el polo geográfico (en sentido Norte o Sur de forma
fija), pero no su ubicación real.

7. Campo magnético
 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.
 Una partícula cargada estacionaria no interactúa con un campo
magnético estático. Sin embargo, cuando una partícula cargada
se mueve a través de un campo magnético, sobre ella actúa una
fuerza magnética.

8.  Las líneas del campo magnético revelan la forma del
campo. Las líneas de campo magnético emergen de
un polo, rodean el imán y penetran por el otro polo.
 Fuera del imán, el campo está dirigido del polo
norte al polo sur. La intensidad del campo es mayor
donde están más juntas las líneas (la intensidad es
máxima en los polos).
 El campo eléctrico es una consecuencia relativista del
campo magnético. El movimiento de la carga produce
un campo magnético.

9. Imanes
 Un imán es un material que tiene la capacidad de producir
un campo magnético en su exterior, el que es capaz de
atraer al hierro, así como también al níquel y al cobalto. 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.

10.  Además de la magnetita o imán natural existen diferentes
tipos de imanes fabricados con diferentes aleaciones:
 Imanes cerámicos o ferritas. Se llaman así por sus
propiedades físicas. Se fabrican a partir de partículas muy
finas de material ferromagnético
 Imanes de alnico. Se llaman así porque en su composición
llevan los elementos alumnio, niquel y cobalto

11.  Imanes de tierras raras. Son imanes pequeños, de apariencia
metálica, con una fuerza de 6 a 10 veces superior a los
materiales magnéticos tradicionales
 Imanes flexibles. Se fabrican por aglomeración de partículas
magnéticas (hierro y estroncio) en un elastómero (caucho,
PVC, etc.).
 Otros. 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.

12. Fuerza magnética sobre un conductor
portador de corriente
 Un conductor es un hilo o alambre por el que circula una
corriente eléctrica. Una corriente eléctrica es un conjunto
de cargas eléctricas en movimiento. Ya que un campo
magnético ejerce una fuerza lateral sobre una carga en
movimiento, es de esperar que la resultante de las fuerza
sobre cada carga resulte en una fuerza lateral sobre un
alambre que lleva corriente. La fuerza sobre un conductor
portador de corriente se puede demostrar al colgar un
alambre entre los polos de un imán.
Cuando el campo B es paralelo al conductor, la fuerza magnética ejercida sobre el conductor es nula.

13.  Conocida ya la fuerza que el campo B ejerce sobre una
única carga, calculamos ahora la fuerza sobre un
conductor por el que circula una corriente. la magnitud
de la fuerza magnética total sobre el alambre de longitud
es la siguiente
 Si el alambre no es perpendicular al campo sino que esta
formando algún angulo arbitrario, la magnitu de la fuerza
magnetica sobre el alambre es:
퐹 = 퐵퐼푙 sin 휃

14. Torque sobre una espira de corriente
 Una espira con corriente en un campo magnético
puede experimentar un torque. Este fenómeno es la
causa que hace trabajar los motores de corriente
directa y el galvanómetro.
 Imaginémonos una espira rectangular de área A que
transporta la corriente I colocada en un campo
magnético uniforme 퐵 cuya dirección forma un ángulo
con la normal nn' al plano de la espira

15. Motores eléctricos
 son máquinas eléctricas rotatorias. Transforman una
energía eléctrica en energía mecánica. Su
funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y
repulsión establecidas entre un imán y un hilo (bobina)
por donde hacemos circular una corriente eléctrica.
Entonces solo seria necesario una bobina (espiras con un
principio y un final) un imán y una pila (para hacer pasar
la corriente eléctrica por las espiras) para construir un
motor eléctrico.

16. Movimiento de una partícula cargada
en un campo magnético
 Cuando una partícula cargada está en una región donde hay
un campo eléctrico experimenta una fuerza igual al producto de
su carga por la intensidad del campo eléctrico
 Si la carga es positiva experimenta una fuerza en el
sentido del campo
 Si la carga es negativa experimenta una fuerza en
sentido contrario al campo