Magnetismo

Los materiales que alinean sus momentos magnéticos ante la presencia de un campo magnético y los mantienen alineados, es decir que el material queda magnetizado, se denominan ferros magnéticos. La facilidad con la que un material atrae y deja pasar a un campo magnético se denomina permeabilidad magnética. El grado en el que un material se magnetiza frente a un campo magnético se enomina su compatibilidad magnética. Los materiales que tienen un campo magnético más notable que la mayoría se denominan imanes. Un imán puede ser natural o formado magnetizando un material con propiedades magnéticas como lo es el hierro.

Un material (cuyas propiedades lo permitan) se magnetiza acercándolo a un campo magnético (por ejemplo a otro imán). Los imanes tienen dos polos llamados Norte y Sur. Si se divide un imán, éste vuelve a tener nuevamente dos polos. Se observa que el magnetismo se concentra en los extremos de un imán, que se designan polo norte y polo sur. Entre los polos de dos imanes se ejercen fuerzas a distancia. Estas fuerzas son atractivas cuando la interacción se produce entre polos de distinto nombre y son repulsivas si la interacción se produce entre polos de igual nombre.

También es poslble observar la existencia de la fuerza magnética cuando se colocan dos imanes, uno a continuación del otro, en un eje vertical. La fuerza entre los polos opuestos es tan grande que el segundo imán queda flotando en el aire, en reposo en el punto donde la fuerza de re 2 OF V que el segundo imán queda flotando en el aire, en reposo en el unto donde la fuerza de repulsión entre los dos imanes es Igual al peso del imán superior. Si acercamos más los dos imanes, la fuerza de repulsión aumenta y se hace mayor que el peso, por lo que el imán asciende y se para en el punto de equilibrio.

C. DIFERENTES TIPOS DE IMANES * Imanes naturales. La magnetita es un potente imán natural, tiene la propiedad de atraer todas las sustancias magnéticas. Su característica de atraer trozos de hierro es natural. Está compuesta por óxido de hierro. Las sustancias magnéticas son aquellas que son atraídas por la magnetita. * Imanes artificiales permanentes. Son las sustancias magnéticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción. * Imanes artificiales temporales.

Aquellos que producen un campo magnético sólo cuando circula por ellos una corriente eléctrica. D. CAMPO MAGNETICO Y REPRECENTACION GRAFICA POR MEDIO DE LINEAS DE FUERZAS MAGNÉTICAS Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de convección, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el iempo, incluso aunque aquella sea estacionaria. La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampere.

El caso más general, que incluye a la corriente de desplaz V eléctrica está dada por la ley de Ampere. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampere- Maxwell. CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA CARGA PUNTUAL El campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión: Dónde: Esta última expresión define un campo vectorial solenoidal, para istribuciones de cargas en movimiento la expresión es diferente, pero puede probarse que el campo magnético sigue siendo un campo solenoidal.

Propiedades del campo magnético * La inexistencia de cargas magnéticas lleva a que el campo magnético es un campo solenoidal lo que lleva a que localmente puede ser derivado de un potencial vector es decir: A su vez este potencial vector puede ser relacionado con el vector densidad de Corriente mediante la relación: Inexistencia de cargas magnéticas aisladas Cabe destacar que, a diferencia del campo eléctrico, en el campo magnético no se ha comprobado la existencia mono polos agnéticos, sólo dipolos magnéticos, lo que significa que las líneas de campo magnético son cerradas, esto es, el número neto de líneas de campo que entran en una superficie es igual al número de líneas de campo que salen de la misma superficie. Un claro ejemplo de esta propiedad viene representado por las líneas de campo de un imán, donde se puede ver que el rmsmo número de líneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, 40F mismo número de líneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, desde donde vuelven por el interior del imán hasta el norte. Fig.

N a 02: Campo magnético producido por una intensidad de corriente Como se puede ver en el dibujo, independientemente de que la carga en movimiento sea positiva o negativa, en el punto A nunca aparece campo magnético; sin embargo, en los puntos By C el campo magnético invierte su sentido dependiendo de si la carga es positiva o negativa. El sentido del campo magnético viene dado por la regla de la mano derecha, siendo las pautas a seguir las Slguientes: * En primer lugar se imagina un vector qv, en la misma dirección de la trayectoria de la carga en movimiento. El sentido e este vector depende del signo de la carga, esto es, si la carga es positiva y se mueve hacia la derecha, el vector +qv estará orientado hacia la derecha. No obstante, si la carga es negativa y se mueve hacia la derecha, el vector es -qv va hacia la izquierda. A continuación, vamos señalando con los cuatro dedos de la mano derecha (índice, medio, anular y meñique), desde el primer vector qv hasta el segundo vector Ur, por el camino más corto o, lo que es lo mismo, el camino que forme el ángulo menor entre los dos vectores. El pulgar extendido indicará en ese punto el sentido del campo magnético. Unidades La unidad de B en el SI es el tesla, que equivale a wéber por metro cuadrado (Wb/m2) o a voltio segundo por metro cuadrado (V s/m2); en unid s OF V a wéber por metro cuadrado (Wb/m2) o a voltio segundo por metro cuadrado (V s/m2); en unidades básicas es kg s-2 A-l . Su unidad en sistema de Gauss es el gauss (G); en unidades básicas es cm-1/2 gl/2 5-1.

La unidad de H en el SI es el amperio por metro (A/rn) (a veces llamado ampervuelta por metro). Su unidad en el sistema de Gauss es el oérsted (Oe), que es dimensionalmente igual al Gauss Materiales y equipos * Limaduras de hierro * Imanes * Un papel Un salero para rellenar con las Imaduras de hierro y poder espolvorear más fácilmente PROCEDIMIENTO * a. Colocamos en un papel bond por encima de un imán rectangular y marcamos con un lápiz la forma del imán en el papel, luego rociamos por encima del papel limaduras de hierro. Fig. Na 03: Representación grafica del experimento A * b. Colocamos en un papel bond por encima de dos imanes Fig. N c 04: Representación grafica del experimento B * c.

Colocamos en un papel bond por encima de dos imanes Fig. Na 05: Representación grafica del experimento C Resultados EXPERIMENTO A Fig. NO 06: Líneas mostran gnético de un imán de barra, producidas por li ierro sobre papel barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel (experiencia A). * EXPERIMENTO B Fig. NO 07: Líneas mostrando el campo magnético de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel (experiencia g). * EXPERIMENTO C Fig. Na 08: Líneas mostrando el campo magnético de un imán (experiencia C). E. 5 ESQUEMAS DIDACTICOS l. CONTESTA FALSO O VERDADERO A CADA AFIRMACIÓN. ) La corriente eléctrica genera magnetismo. Un campo magnético no podrá generar corriente. ) Un campo magnético puede generar corriente. La corriente eléctrica no puede generar magnetismo. II. INSTRUCCIONES: COLOCA EN EL PARÉNTESIS LA LETRA QUE RESPONDA CORRECTAMENTE A CADA CUESTIÓN. 1 . La inducción electromagnética tiene su aplicación en el siguiente artefacto. ( ) a) Generador eléctrico b) Sonar d) Periscopio c) Linterna 2. Con el movimiento de un imán que se acerca o se aleja de un circuito cerr s obtener: Aglomerado Magneto o IBIJIK IJIBICIDIFIHIGIJIOIOIKIMI b) Rollo c) Bobina d) 4. ¿Cuál de las siguientes no es parte de un motor eléctrico? a) Imanes d) Diapasón b) Bobina c) Circuito eléctrico III.

UNE SEGÚN LAS IMÁGENES ) Imán natural b) Imán artificial permanente c) Imán artificial temporal IV. coloca las líneas correspondientes en cada dibujo según la representación grafica del campo magnético. s V. RESUELVE LA SIGUENTE sops DE LETRAS: Temporal, Permanente, Natural, Campo, Magnetismo, Corriente MI QIN pl Al p C CIGIKIN WIB R I JI 01 p OIRIJ El RIVITICIYIXIUIZIOI ITIHIDIAIH O IP MI G IDI P R G M B Ñ I MI BIP LI MIB DIC NI IE WIQIAI BIGIFIYIIIOIAI NI Al D El MILI O I KIK VI F c Al $ BIRI TI HIL z 101 MII I DIG WIW AIG IA AIN IE A INIMINIO I I JI OIT INIF ITI F IV Y I MIU IPI IN MIB FIJ c I Al s MI HIE DIA U ISI H I SI JID B AIAIVIF F.

GLOSARIO 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 V, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al campo B. Declinación magnética: La declinación magnética en un punto de la Tierra es el ángulo comprendido entre el norte magnético local y el norte verdadero (o norte geográfico). En otras palabras, es la diferencia entre el norte geográfico y el indicado por una brújula (el denominado también norte magnético). Por convención, la eclinación es considerada de valor positivo cuando el norte magnético se encuentra al este del norte verdadero, y negativa si se encuentra al oeste.

Imán de barra: Es un cuerpo o dispositivo con un campo magnético (que atrae o repele otro imán) significativo, de forma que tiende a juntarse con (por ejempl atrae o repele otro imán) significativo, de forma que tiende a juntarse con otros imanes (por ejemplo, con campo magnético terrestre). Imán de limadura: Las limaduras de hierro son trozos de hierro muy pequeños que tienen el aspecto de un polvo oscuro brillante. Muy a menudo se utilizan en demostraciones científicas ara mostrar la dirección de un campo magnético. Indicación magnética: La inducción magnética o densidad de flujo magnético, cuyo símbolo es B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y en algunos textos modernos recibe el nombre de intensldad de campo magnético, ya que es el campo real.

Líneas de fuerza: Dado que el campo eléctrico es una magnitud vectorial que en cada punto del espacio tiene un módulo, dirección y sentido determinados en función de la distribución de cargas que lo crean – las fuentes del campo eléctrico – resulta e gran utilidad el efectuar una representación gráfica del campo dibujando en cada punto del espacio un vector cuya longitud sea proporcional al módulo del campo eléctrico en ese punto. Como el espacio está constituido por infinitos puntos, esta representación seria irrealizable. por lo tanto, a fin de obtener esta representación gráfica se traza un conjunto de líneas que sean tangentes en cada punto al vector campo, y que por lo tanto representan la dirección de la fuerza que experimentar[a una carga positiva si se situara en ese punto. A este conjunto de líneas se les denomina líneas 2