By La vida en sol gy brachn012 nexa6pp 03, 2010 8 pagos Introducción El magnetismo es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético. El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a.
C. y 45 a. C. En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sl o es atraída por éste». La rimera mencion sobre la atracción de una aguja aparece en de nuestra era: «La org Sv. içx to Kua (1031-1095) escr ó sob y mejoró la precisión astronómico del nort la tre los años 20 y 100 » El científico Shen guja magnética ando el concepto XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación.
Alexander Neckham fue el rimer europeo en conseguir desarrollar esta técnica, en 1 187. El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes, hasta que en 1820, Hans Christian Orsted, profesor de la Universidad de Cop SWipe page Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente ejercía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética sltuada en ese entorno.
Muchos otros expermentos siguieron, con André-Marie Ampere, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros que encontraron vínculos entre el magnetismo y la electricidad. James Clerk Maxwell sintetizó explicó estas observaciones en sus ecuaciones de Maxwell. Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo. En 1 905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la relatividad especial, en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo estaban fundamentalmente vinculadas.
Campo magnético y fuerzas magnéticas Las fuerzas eléctricas ocurren en dos etapas, 1) Una carga produce un campo eléctrico en el espacio que la rodea 2) Una segunda carga corresponde a este campo Las fuerzas magnéticas también ocurren en dos etapas. En primer lugar, una carga o conjunto de cargas en movimiento una corriente eléctrica), producen un campo magnético, una segunda corriente o carga en movimiento responde a ese campo magnético con lo que experimenta una fuerza magnética.
Magnetismo Los imanes permanentes ejercen fuerza uno sobre otro y sobre trozos de hierro que no están magnetizados, si una varilla de hierro entra en contacto con un imán natural también se magnetiza, y si esta se suspende de un hilo por su parte central tiende a alinearse con la dirección norte-sur. La aguja de una brújula es un trozo parte central tiende a alinearse con la direccion norte-sur. La aguja de una brújula es un trozo de hierro magnetizado. Si un imán permanentemente en forma de barra, o imán de barra, tiene libertad para girar, uno de sus extremos señalará al norte.
Este extremo se llama polo norte o polo N, el otro extremo es el polo sur o polo S. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se rechazan, un objeto que contenga hierro pero que no esté magnetizado será atraído por cualquiera de los polos de un imán permanente, un imán permanente es aquel que mantiene su magnetismo después de la magnetización. La Tierra actúa como un enorme imán debido a existencia de una masa de hierro en su núcleo. Corrientes eléctricas en el úcleo generan la mayor parte del campo magnético, aunque un 10% sean producidos por corrientes de la ionosfera.
Los polos cambian de posición lentamente, pero permanecen a cerca de 1. 600 Km de los polos geográficos que determinan el eje de rotación de la Tierra. Las brújulas simples son usadas en la navegación desde el siglo XII y sus agujas son atraídas para el polo norte magnético. Asimismo, el campo magnético no es horizontal en la mayor(a de los puntos de la superficie terrestre; su ángulo hacia arriba o hacia abajo se denomina inclinacion magnética. Las lineas de fuerza salen e ingresan al núcleo de la tierra travesando la corteza terrestre, son tangenciales al meridiano magnético.
El meridiano magnético describe un arco que provoca que al ingresar en el polo norte magnético lo hagan en forma vertical a la superficie ter 31_1f8 provoca que al ingresar en el polo norte magnético lo hagan en forma vertical a la superficie terrestre. Cuando la inclinación es horizontal las líneas de fuerza están ubicadas en el Ecuador Magnético y a medida que se alejan hacia los polos se inclinan hasta llegar a la verticalidad en los polos, saliendo del polo sur e ingresando en el polo norte magnético. Polos magnéticos contra carga eléctrica
Si bien las cargas positiva y negativa existen aisladas, no hay evidencia de que exista un polo magnético aislado; los polos siempre ocurren por pares. Si un imán de barra se parte en dos cada extremo se convierte en un polo. Hasta ahora no se han encontrado monopolos magnéticos, aunque se han realizado múltiples investigaciones para observarlos experimentalmente. Macroscópicamente puede tenerse una aproximación tomando como campo de monopolo el producido por una barra imantada muy larga pero esa es solamente una aproximación, porque acercándonos mucho hasta llegar al nivel atómico lo que en ealidad se observa son pequeños dipolos.
Se han buscado una gran cantidad de sistemas (átomos, moléculas, partículas elementales, lodo del fondo del mar, piedras de la Luna, imanes de aceleradores viejos etc. ). Se sabe también que los campos magnéticos son producidos por cargas en movimiento y lo más elemental que puede producirse son dipolos; el espín del electrón y de otras partículas elementales tienen propiedades que pueden interpretarse en ese sentido. Sin embargo, en la teoría no hay nada en contra de la posibilidad de que existan esta clase que existan esta clase de monopolos.
Diversos científicos a lo largo de los años han estudiado la relación que hay entre el magnetismo y las cargas en movimiento, tal es el caso de Michael Faraday, en Inglaterra y Joseph Henry en Estados Unidos, quienes descubrieron que un imán que se moviera cerca de una espira conductora generaría una corriente en la espira. Ahora se sabe que las fuerzas magnéticas entre dos cuerpos se repelen o se atraen de acuerdo a la posición de los polos y esto se debe a interacciones entre los electrones en movimiento de los átomos de los cuerpos.
En el interior de un cuerpo magnetizado, como un imán ermanente, hay un movimiento coordlnado de algunos electrones atómicos; en un cuerpo no magnetizado los movimientos no están coordinados. Las ecuaciones de Maxwell permitieron ver en forma clara que la electricidad y el magnetismo son dos manifestaciones de un mismo fenómeno físico, el electromagnetismo. El fenómeno era similar a la gravitación, cuyas leyes fueron descubiertas por Newton; asi como un cuerpo masivo produce una fuerza gravitacional sobre otro, un cuerpo eléctricamente cargado y en movimiento produce una fuerza electromagnética sobre otro cuerpo cargado.
La diferencia más importante es que la magnitud la dirección de la fuerza electromagnética dependen de la carga del cuerpo que lo produce y también de su velocidad; por esta razón, la teoría del electromagnetismo es más complicada que la teoría newtoniana de la gravitación, y las ecuac electromagnetismo es más complicada que la teoría newtoniana de la gravitación, y las ecuaciones de Maxwell son más complejas que la fórmula de Newton para la fuerza gravitacional.
Un aspecto común entre la gravitación y el electromagnetismo es la existencia de una aparente acción a distancia entre los cuerpos, acción que tanto disgustaba a Newton. Maxwell no resolvió ese problema, pero inventó un concepto que desde entonces se ha utilizado constantemente en la física: el campo electromagnético.
Según esta interpretación, en todo punto del espacio alrededor de una carga existe una fuerza electromagnética, cuya intensidad y dirección están definidas por medio de unas fórmulas matemáticas. En realidad, más que un concepto, el campo es una definición que da cierta consistencia a la idea de que una carga e éctrica actúa sobre otra lejana, sin tener que recurrir a una acción a distancia.
Sólo en el siglo XX se pudo encontrar ierta base física a este concepto, pero en tiempos de Maxwell el campo electromagnético era una noción matemática sumamente útil, descrita por ecuaciones, pero cuya realidad física trascendía toda interpretación teórica. El primer éxito, y el más notable, de la teor(a de Maxwell fue la elucidación de la naturaleza de la luz. Maxwell demostró, a partir de sus ecuaciones matemáticas, que la luz es una onda electromagnética que consiste en oscilaciones del campo electromagnético.
Así quedaba establecida, más allá de cualquier duda, la naturaleza ondulatoria de la luz, tal como lo ensaba Huygens y en contra de la opinión de Newt la naturaleza ondulatoria de la luz, tal como lo pensaba Huygens y en contra de la opinión de Newton. Al igual que el campo eléctrico, el magnetismo es un campo vectorial, es decir una cantidad vectorial asociada en cada punto del espacio, para cualquier imán el campo magnético apunta hacia afuera de su polo norte y hacia adentro de su polo sur.
Fuerzas magnéticas sobre cargas móviles LA fuerza ejercida sobre una carga en movimiento tiene cuatro características esenciales 1) Su magnitud es proporcional a la magnitud de su carga ) La magnitud de de la fuerza también es proporcional a la magnitud del campo 3) La fuerza magnética depende de la velocidad de la particula 4) La fuerza magnética no tiene la misma dirección que el campo magnético, sino que siempre es perpendicular tanto al campo magnético como a la velocidad.
Campo magnético de una espira circular corriente En las bobinas de espiras circulares se utiliza una corriente para establecer un campo magnético, y es conveniente obtener una expresión para el campo magnético que produce una sola espira conductora circular portadora de corriente, o para las N espiras irculares estrechamente espaciadas que forman la bobina.
Para encontrar el campo magnético en el punto P sobre el eje de la espira, a una distancia x del centro, se usa la ley de Biot y Savart: Ley de Biot-Savart generalizada En una aproximación magnetostática, el campo magnético puede ser determinado si se conoce la densidad de corriente j: Donde: Es el elemento diferencial de volumen. Es la cons conoce la densidad de corriente j: Es la constante magnética. Campo magnético sobre el eje de una bobina Una bobina consiste en un enrollamiento de alambre conductor en forma de hélice. Técnicamente se le llama solenoide.
Se usa para crear campos magnéticos cuando circule corriente a través de ella. Por esto tiene muchas aplicaciones en electricidad y electrónica. La separación entre las espiras de una bobina es tan pequeña que el plano de cada una está prácticamente a la misma distancia del campo. Es la razón por la que se utilizan bobinas de alambre y no espiras aisladas, para producir campos magnéticos intensos; para obtener una intensidad de campo deseada, el uso de una sola espira requeriría una corriente tan grande que superaría la capacidad nominal del alambre de la espira. Conclusiones
Dos imanes de barra se atraen cuando sus polos opuestos (N y S, o Sy N) están cerca uno del otro, y se repelen cuando sus polos iguales (N y N, o Sy S) se aproximan entre sí. Cada trozo de n imán de barra tiene un polo norte y un polo sur, aun cuando los trozos sean de distinto tamaño, cuando más pequeños sean, más débil será su magnetismo. Cualquiera de los polos de un imán de barra atrae a un objeto no magnetizado que contenga hierro, como un clavo. La fuerza magnética que actúa sobre la carga positiva que se mueve con una velocidad dada es perpendicular tanto a esta como al campo magnético. 81_1f8
