MAGNETISMO

Definicion: La palabra magnetismo se refiere a la propiedad que poseen ciertos materiales para interactuar entre sí magnéticamente; vale decir, para verse afectados por las interacciones magnéticas.

Historia: el magnetismo ya era conocido por los griegos hacia el año 700 a.C., gracias a los imanes naturales. Cuenta la leyenda que un pastor que cuidaba su rebaño cerca de la ciudad griega de Magnesia, se dio cuenta que de pronto los clavos de sus zapatos y la punta de su bastón quedaban pegados a algunas piedras. La razón de esto es que en esa zona se encuentran los yacimientos más importantes de la piedra imán o magnetita (óxido de hierro magnético). El nombre magnetismo proviene de esta piedra.

Materiales Magneticos Los materiales que pueden interactuar magnéticamente entre sí, o con otros materiales, son denominados materiales magnéticos. Estos materiales son agrupados de acuerdo al comportamiento que presentan frente a los imanes naturales y esencialmente son de tres tipos:

Ferromagneticos: son los que muestran un comportamiento similar al del hierro, es decir, son atraídos por los imanes naturales. Poseen una gran imantación. Este tipo de materiales son aquellos que pueden mantener las características que posee un imán luego del proceso de imantación. Algunos materiales ferromagnéticos son el hierro, el gadolinio, el níquel, el calcio y compuestos de estos, de los cuales uno de los más conocidos es la magnetita (Fe3O4).

Al someter un material ferromagnético a un campo magnético intenso, los dominios se alinean con éste, dando lugar a un monodominio. Al eliminar el campo, el dominio permanece durante cierto tiempo.

Paramagneticos también son atraídos por los imanes naturales, aun cuando el efecto es muy débil (imantación débil), salvo a muy bajas temperaturas. Es posible imantarlos si los situamos junto a un imán; sin embargo, pierden rápidamente esta característica una vez que se ha retirado el imán. Algunos materiales paramagnéticos son el manganeso, paladio y el oxígeno en estado líquido.

Diamagneticos interactúan magnéticamente con el imán, pero en vez de ser atraídos son repelidos en mayor o menor grado por este. En otras palabras, en vez de absorber las líneas de fuerzas magnéticas (como las ferromagnéticas), estos materiales las repelen. Algunos materiales diamagnéticos son el diamante, el bismuto, el cobre, el mercurio y el agua.

Geomagnetismo El Geomagnetismo se ocupa del estudio del campo magnético terrestre tanto de su generación como de su variación espacial y temporal. Dentro de su estudio distingue entre campo interno y campo externo. En el campo interno intenta buscar una explicación para la generación y mantenimiento de un campo magnético propio y para las variaciones espaciales y temporales detectadas en la superficie terrestre, basándose en la teoría de la dinamo. En el campo externo estudia el efecto del campo magnético interno y del campo magnético solar sobre la ionosfera

Campos Magneticos Se denomina campo magnético a la magnitud vectorial que expresa la intensidad de la fuerza magnética. El campo magnético es creado por cargas eléctricas en movimiento, pero nunca se crea campo magnético en el mismo sentido de la trayectoria de la carga, además cargas en reposo no originan ningún campo magnético.

El campo magnetico que se observa tiene dos origenes, uno interno y otro externo. El campo interno es semejante al producido por un dipolo magnetico situado en el centro de la Tierra con una inclinacion de 10,5º respecto al eje de rotacion. Los polos geomagneticos son los puntos en los que el eje del dipolo intersecta a la superficie terrestre, y el ecuador magnetico es el plano perpendicular a dicho eje.

Momento Magnetico En física, el momento magnético de un elemento puntual es un vector que, en presencia de un campo magnético (inherentemente vectorial), se relaciona con el torque de alineación de ambos vectores en el punto en el que se sitúa el elemento . El vector de campo magnético a utilizarse es el B denominado como Inducción Magnética o Densidad de Flujo Magnético cuya magnitud es el Weber por metro cuadrado.

Momento Magnetico de Espín Los electrones y muchos núcleos atómicos también tienen momentos magnéticos intrínsecos, cuya explicación requiera tratamiento mecanocuántico y que se relaciona con el momento angular de las partículas. Son estos momentos magnéticos intrínsecos los que dan lugar a efectos macroscópicos de magnetismo, y a otros fenómenos como la resonancia magnética nuclear. El momento magnético de espín es una propiedad fundamental de las partículas, como la masa o la carga eléctrica.

Momento magnético μ de algunas partículas elementales   Momento magnético μ de algunas partículas elementales Partícula elemental Símbolo μ / (JT − 1) Electrón μe Protón μp Neutrón μN  

Momento Magnetico Orbital Ciertas disposiciones orbitales, con degeneración triple o superior, implican un momento magnético adicional, por el movimiento de los electrones como partículas cargadas. La situación es análoga a la de la espira conductora presentada arriba, pero exige un tratamiento cuántico. Los compuestos de los diferentes metales de transición presentan muy diversos momentos magnéticos, pero es posible encontrar un intervalo típico para cada metal en cada estado de oxidación, teniendo en cuenta, por supuesto, si es de espín alto o bajo.

Hierro (III) (espín alto) 5.9 5.92   Momentos magnéticos típicos de diversos complejos metálicos, comparados con el momento magnético de espín. Metal de transición μeff / (M.B.) μes / (M.B.) Vanadio (IV) 1.7-1.8 1.73 Cromo (III) 3.8 3.87 Hierro (III) (espín alto) 5.9 5.92 Manganeso (II) (espín alto) Hierro (II) (espín alto) 5.1-5.5 4.90 Hierro (II) (espín bajo) Cobalto (II) (espín alto) 4.1-5.2 Níquel (II) 2.8-3.6 2.83 Cobre (II) 1.8-2.1  

Vector Induccion Magnetica Se entiende con este nombre a la magnitud física que mide el efecto que produce un campo magnético en un punto, sobre un determinado material. Su símbolo es la letra B , y su unidad en el Sistema Internacional (SI) es el Tesla (T)

Imanes

Iman Un Iman es un Cuerpo o Dispositivo con un Momenco Magnetico Significativo, de forma que tiende a alinearse con otros( ej. Campo Magnetico Terrestre).

Tipos de iMANES Un imán natural está constituido por una sustancia que tiene la propiedad de atraer limaduras de hierro, denominándose a esta propiedad magnetismo o, más propiamente, ferromagnetismo. El elemento constitutivo más común de los imanes naturales es la magnetita: óxido ferroso férrico, mineral de color negro y brillo metálico que se utiliza como mena de hierro.

Un imán artificial es un cuerpo metálico al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo, bien mediante frotamiento con un imán natural, bien por la acción de corrientes eléctricas aplicadas en forma conveniente (electroimanación). Un electroimán es una bobina (en el caso mínimo, una espira) por la cual circula corriente eléctrica. Esto genera un campo magnético isomórfico al de un imán de barra.

IMAN NATURAL ´´Magnetita´´

IMAN ARTIFICIAL ELECTROIMAN

POLOS MAGNETICOS Líneas de fuerza de un imán visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina. Tanto si se trata de un tipo de imán como de otro la máxima fuerza de atracción se halla en sus extremos, llamados polos. Un imán consta de dos polos, denominados polo norte y polo sur. Polos iguales se repelen y polos distintos se atraen. N S S N N S REPELEN ATRAEN

Si un imán se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur. Entre ambos polos se crean líneas de fuerza, siendo estas líneas cerradas, por lo que en el interior del imán también van de un polo al otro. Como se muestra en la figura, pueden ser visualizadas esparciendo limaduras de hierro sobre una cartulina situada encima de una barra imantada; golpeando suavemente la cartulina, las limaduras se orientan en la dirección de las líneas de fuerza. N S N S N S

ELECTROMAGNETISMO

Teoria Electromagnetica El electromagnetismo, estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se unen en una sola teoría aportada por Faraday, que se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos y magnéticos conocidas como las ecuaciones de Maxwell. Gracias a la invención de la pila de limón, se pudieron efectuar los estudios de los efectos magnéticos que se originan por el paso de corriente eléctrica a través de un conductor. El electromagnetismo, por ende se comprende que estudia conjuntamente los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.

Campo Electromagnetico Se denomina Campo electromagnético al conjunto de los campos oscilatorios eléctrico y magnético que se crean en el espacio al hacer circular por un conductor una corriente eléctrica oscilante frecuencia de estos campos eléctrico y magnético es la misma de la corriente oscilante que circula por la antena. Según la teoría de Maxwell el campo electromagnético no se produce en el mismo instante en todos los puntos del espacio, sino que se propaga, a partir de la antena a una velocidad aproximada a los 300.000 km por segundo, dependiendo del medio.

Induccion Electromagnetica La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday). La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.

Induccion Electromagnetica

Electroiman de 2 Bobinas

Electroiman Trifasico

Construccion de un Electroiman