El sol expulsa un número incalculable de partículas con carga por segundo, una parte de estas partículas evidentemente se dirige hacia la tierra y caería hasta nosotros si no fuera por el campo magnético.
El campo magnético se encarga de protegernos de estas partículas, y en la forma de este campo magnético se encuentra la razón por la cual las auroras boreales se ven en los polos.
Como te podras son una especie de "lazos" que van desde un polo a otro, la razón de que del lado del sol este mas "chato" es que las partículas con carga que chocan con el campo magnético lo van deformando. Estas partículas son guiadas por el campo al igual que lo es el agua de un río que pasa por el lado de una roca, e irremediablemente un número de partículas cae hacía los polos guiados por el campo magnético... Es como una especie de embudo al cual se le hecha agua de costado a gran velocidad, solo una pequeña parte del agua que se le hecha cae por el embudo.
uando estas partículas llegan a ionosfera, se encuentran con miles de átomos de oxígeno y nitrógeno (entre otros) en estado fundamental (con bajo nivel de energía). Estas partículas eléctricas chocan con los átomos de la ionosfera llenándolos de energía de manera tal que luego devuelven ésta en manera de luz.
martes, 22 de noviembre de 2016
Aplicaciones del magnetismo
SEPARACION DE PARTICULAS
Este tipo de parrillas son utilizadas en muchos tipos de proceso productivo donde la contaminación con partículas metálicas está presente.
La separación de partículas férricas en diferentes materias se puede considerar una operación preliminar de limpieza. Esta “limpieza” nos puede ayudar a separar materias contaminantes de las materias primas.
Existen diferentes formas de realizar esta “limpieza” dependiendo del material que queramos separar. En todo caso utilizaremos distintos equipos compuestos por imanes.
IMPORTANCIA DE LA SEPARACIÓN DE PARTICULAS FERRICAS
El hierro es uno de los materiales más usados en cualquier tipo de industria, aunque, en ocasiones no agradable la presencia de este tipo de material en la materia prima ya que nos esta contaminando el producto, por lo que es de gran importancia eliminar con gran efectividad este tipo de partículas contaminantes del resto de productos.
Un agitador magnético es una pequeña barra magnética (barra de agitación) que normalmente se encuentra cubierta de capa de Teflón u otro polímero, y una placa debajo de la cual se tiene un magneto rotatorio o una serie de electromagnetos dispuestos en forma circular para de crear un campo magnético rotatorio. Es muy frecuente que tal placa tenga un arreglo de resistencias eléctricas con la finalidad de dotarle de calor necesario para calentar algunas soluciones químicas. Durante la operación de un agitador magnético típico, la barra magnética de agitación(también llamada pulga, frijol o bala magnética) es deslizada dentro de un contenedor ya sea un matraz o vaso de precipitados -de vidrio borosilicato preferentemente- conteniendo algún líquido para agitarle. El contenedor es colocado encima de la placa en donde los campos magnéticos o el magneto rotatorio ejercen su influencia sobre el magneto recubierto y propician su rotación mecánica
La estructura de las líneas de fuerza creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas.
Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza.Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas. Los motores eléctricos y lo generadores de electricidad.
En los últimos 100 años han surgido numerosas aplicaciones del magnetismo y de los materiales magnéticos. El electroimán, por ejemplo, es la base del motor eléctrico y el transformador. En épocas más recientes, el desarrollo de nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los ordenadores o computadoras. Es posible fabricar memorias de computadora utilizando ‘dominios burbuja’. Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o antiparalelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos.
Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas. Los trenes de levitación magnética utilizan poderosos imanes para elevarse por encima de los raíles y evitar el rozamiento. En la exploración mediante resonancia magnética nuclear, una importante herramienta de diagnóstico empleada en medicina, se utilizan campos magnéticos de gran intensidad. Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y enfocarlas.
Este tipo de parrillas son utilizadas en muchos tipos de proceso productivo donde la contaminación con partículas metálicas está presente.
La separación de partículas férricas en diferentes materias se puede considerar una operación preliminar de limpieza. Esta “limpieza” nos puede ayudar a separar materias contaminantes de las materias primas.
Existen diferentes formas de realizar esta “limpieza” dependiendo del material que queramos separar. En todo caso utilizaremos distintos equipos compuestos por imanes.
IMPORTANCIA DE LA SEPARACIÓN DE PARTICULAS FERRICAS
El hierro es uno de los materiales más usados en cualquier tipo de industria, aunque, en ocasiones no agradable la presencia de este tipo de material en la materia prima ya que nos esta contaminando el producto, por lo que es de gran importancia eliminar con gran efectividad este tipo de partículas contaminantes del resto de productos.
Un agitador magnético es una pequeña barra magnética (barra de agitación) que normalmente se encuentra cubierta de capa de Teflón u otro polímero, y una placa debajo de la cual se tiene un magneto rotatorio o una serie de electromagnetos dispuestos en forma circular para de crear un campo magnético rotatorio. Es muy frecuente que tal placa tenga un arreglo de resistencias eléctricas con la finalidad de dotarle de calor necesario para calentar algunas soluciones químicas. Durante la operación de un agitador magnético típico, la barra magnética de agitación(también llamada pulga, frijol o bala magnética) es deslizada dentro de un contenedor ya sea un matraz o vaso de precipitados -de vidrio borosilicato preferentemente- conteniendo algún líquido para agitarle. El contenedor es colocado encima de la placa en donde los campos magnéticos o el magneto rotatorio ejercen su influencia sobre el magneto recubierto y propician su rotación mecánica
La estructura de las líneas de fuerza creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas.
Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza.Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas. Los motores eléctricos y lo generadores de electricidad.
En los últimos 100 años han surgido numerosas aplicaciones del magnetismo y de los materiales magnéticos. El electroimán, por ejemplo, es la base del motor eléctrico y el transformador. En épocas más recientes, el desarrollo de nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los ordenadores o computadoras. Es posible fabricar memorias de computadora utilizando ‘dominios burbuja’. Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o antiparalelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos.
Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas. Los trenes de levitación magnética utilizan poderosos imanes para elevarse por encima de los raíles y evitar el rozamiento. En la exploración mediante resonancia magnética nuclear, una importante herramienta de diagnóstico empleada en medicina, se utilizan campos magnéticos de gran intensidad. Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y enfocarlas.
Magnetismo en la biologia, efectos y leyes
Electromagnetismo es una rama de las ciencias biológicas que estudia el fenómeno consistente en la producción de campos magnéticos o eléctricos producidos por seres vivos; estos dos conceptos van fuertemente unidos, ya que toda corriente eléctrica produce un campo magnético. (a veces es denominado parcialmente como bioelectricidad o biomagnetismo)1
"El Bioelectromagnetismo (BEM) es la ciencia emergente que estudia la forma en que los organismos vivos interactúan con los campos electromagnéticos (EM). Los fenómenos eléctricos se hallan en todos los organismos vivientes. Más aún, existen corrientes eléctricas en el cuerpo que producen campos magnéticos que se extienden fuera del cuerpo. En consecuencia, los organismos pueden verse influidos también por campos magnéticos y electromagnéticos externos. Cambios en los campos naturales del cuerpo pueden producir cambios físicos y de conducta."
Se conoce como efecto Hall a la aparición de un campo eléctrico por separación de cargas, en el interior de un conductor por el que circula una corriente en presencia de un campo magnético con componente perpendicular al movimiento de las cargas. Este campo eléctrico (campo Hall) es perpendicular al movimiento de las cargas y a la componente perpendicular del campo magnético aplicado. Lleva el nombre de su primer modelador, el físico estadounidense Edwin Herbert Hall (1855-1938).
En épocas contemporáneas (1985) el físico alemán Klaus von Klitzing y sus colaboradores descubrieron el hoy conocido como efecto Hall cuántico, lo que les valió la obtención del premio Nobel de Física en 1985. En 1998, se otorgó un nuevo premio Nobel de Física a los profesores Laughlin, Strömer y Tsui por el descubrimiento de un nuevo fluido cuántico con excitaciones de carga fraccionarias. Este nuevo efecto ha traído grandes problemas a los físicos teóricos y actualmente constituye uno de los campos de investigación de mayor interés y actualidad en toda la física del estado sólido
Michael Faraday fue un físico y químico británico del siglo XVIII, profundizó en el estudio de los campos magnéticos, sus obsesión por conseguir generar electricidad, sus descubrimientos más importantes fueron el diamagnetismo, la electrólisis y la inducción electromagnética, que es el tema que hoy nos ocupa. Quizás la ley más conocida que enunció Faraday, en la que demostraba que el voltaje inducido es directamente proporcional a la velocidad con la que cambia el flujo magnético, que atraviesa una superficie con el circuito como borde.
Este descubrimiento surgió cuando enrolló en un arco de hierro, dos bobinas de alambre, llegando a la conclusión de que cuando aplicaba una corriente a una de las bobinas, la otra bobina que no había recibido corriente, también se cargaba de electricidad, otra serie de descubrimientos, que veremos más adelante, le llevaron a la conclusión de que se podía generar un campo eléctrico, a partir de un campo magnético variable.
Para poder conocer mejor que importancia tuvo la Ley de Inducción Electromagnética, tenemos que situarnos en cuanto al tiempo y los conocimientos que se tenían en el relación a los campos magnéticos y la electricidad.
Ya se conocía la relación existente entre la electricidad y el magnetismo, descubrimiento del físico Hans Christian Øersted. Este experimento consiste en acercar a un imán una aguja imantada, como todos los imanes tienen dos polos, uno positivo y otro negativo, la punta siempre indica el norte, luego el otro extremo indica el sur, da igual el tamaño que tenga nuestra aguja, aunque la cortemos en trozos, siempre la punta indicará el norte y el otro extremo el sur.
Si colocamos un imán, y esparcimos limaduras de hierro por encima, veremos el dibujo que crea, cada polo del imán captará las limaduras de hierro que se encuentren bajo su influencia, y es precisamente a eso a lo que llamamos campos magnéticos.
Los electrones en movimiento, a través de un hilo conductor, crea un campo magnético, esto es lo que se conoce como electromagnetismo, si enrollamos el hilo, el efecto magnético se concentrará, al fluir los electrones por la bobina generando un fuerza magnética capaz de atraer objetos pequeños de hierro o acero.
Así es que la Ley de Faraday o inducción electromagnética, enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado resulta directamente proporcional a la velocidad con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una dada superficie con el circuito haciendo de borde.
La Ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo; no obstante esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.
Ley de Lenz: "El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo".
Gracias a la ya nombrada Ley de Lenz, se completo la Ley de Faraday por lo que es habitual llamarla también Ley de Faraday-Lenz para hacer honor a sus esfuerzos en el problema, los físicos rusos siempre usan el nombre "Ley de Faraday-Lenz".
Los transformadores eléctricos han sido uno de los inventos más relevantes de la tecnología eléctrica. Sin la existencia de los transformadores, sería imposible la distribución de la energía eléctrica tal y como la conocemos hoy en día. La explicación es muy simple, por una cuestión de seguridad no se puede suministrar a nuestros hogares la cantidad de Kw que salen de una central eléctrica, es imprescindible el concurso de unos transformadores para realizar el suministro doméstico.
Sabiendo la importancia del transformador para la vida moderna, pasemos a definir qué es exáctamente el transformador.
El transformador básico es un dispositivo eléctrico construido con dos bobinas acopladas magnéticamente entre sí, de tal forma que al paso de una corriente eléctrica por la primera bobina (llamada primaria) provoca una inducción magnética que implica necesariamente a la segunda bobina (llamada secundaria) y provocando con este principio físico lo que se viene a llamar una transferencia de potencia.
También se puede definir de la siguiente manera, aunque esta nueva definición hace hincapié en su funcionalidad:
El transformador es un dispositivo eléctrico que utilizando las propiedades físicas de la inducción electromagnética es capaz de elevar y disminuir la tensión eléctrica, transformar la frecuencia (Hz), equilibrar o desequilibrar circuitos eléctricos según la necesidad y el caso específico. Transportar la energía eléctrica desde las centrales generadoras de la electricidad hasta las residencias domésticas, los comercios y las industrias. Dicho dispositivo eléctrico también es capaz de aislar circuitos de corriente alterna de circuitos de corriente continua.
Un solenoide (del griego, «solen», 'tubo', 'conducto', y «eidos», 'en forma de'1 ) es cualquier dispositivo físico capaz de crear un campo magnético sumamente uniforme e intenso en su interior, y muy débil en el exterior. Un ejemplo teórico es el de una bobina de hilo conductor aislado y enrollado helicoidalmente, de longitud indeterminada. En ese caso ideal el campo magnético sería uniforme en su interior y, como consecuencia, afuera sería nulo.
En la práctica, una aproximación real a un solenoide es un alambre aislado, de longitud finita, enrollado en forma de hélice (bobina) o un número de espirales con un paso acorde a las necesidades, por el que circula una corriente eléctrica. Cuando esto sucede, se genera un campo magnético dentro de la bobina tanto más uniforme cuanto más larga sea la bobina. La ventaja del solenoide radica en esa uniformidad que a veces se requiere en algunos experimentos de física. Pero también tiene inconvenientes: es más engorroso que las Bobinas de Tesla y no puede producir un campo magnético elevado sin un equipo costoso y un sistema de refrigeración. André-Marie Ampére inventó en 1820 el nombre de solenoide, en un experimento en las corrientes circulares.2 .
La bobina con un núcleo apropiado, se convierte en un electroimán. Se utiliza en gran medida para generar un campo magnético uniforme.
Se puede calcular el módulo del campo magnético en el tercio medio del solenoide según la ecuación:
siendo:
m, la permeabilidad magnética,
N, el número de espiras del solenoide,
i, la corriente que circula y
L, la longitud total del solenoide.
Mientras que el campo magnético en los extremos de este pueden aproximarse como:
"El Bioelectromagnetismo (BEM) es la ciencia emergente que estudia la forma en que los organismos vivos interactúan con los campos electromagnéticos (EM). Los fenómenos eléctricos se hallan en todos los organismos vivientes. Más aún, existen corrientes eléctricas en el cuerpo que producen campos magnéticos que se extienden fuera del cuerpo. En consecuencia, los organismos pueden verse influidos también por campos magnéticos y electromagnéticos externos. Cambios en los campos naturales del cuerpo pueden producir cambios físicos y de conducta."
Se conoce como efecto Hall a la aparición de un campo eléctrico por separación de cargas, en el interior de un conductor por el que circula una corriente en presencia de un campo magnético con componente perpendicular al movimiento de las cargas. Este campo eléctrico (campo Hall) es perpendicular al movimiento de las cargas y a la componente perpendicular del campo magnético aplicado. Lleva el nombre de su primer modelador, el físico estadounidense Edwin Herbert Hall (1855-1938).
En épocas contemporáneas (1985) el físico alemán Klaus von Klitzing y sus colaboradores descubrieron el hoy conocido como efecto Hall cuántico, lo que les valió la obtención del premio Nobel de Física en 1985. En 1998, se otorgó un nuevo premio Nobel de Física a los profesores Laughlin, Strömer y Tsui por el descubrimiento de un nuevo fluido cuántico con excitaciones de carga fraccionarias. Este nuevo efecto ha traído grandes problemas a los físicos teóricos y actualmente constituye uno de los campos de investigación de mayor interés y actualidad en toda la física del estado sólido
Michael Faraday fue un físico y químico británico del siglo XVIII, profundizó en el estudio de los campos magnéticos, sus obsesión por conseguir generar electricidad, sus descubrimientos más importantes fueron el diamagnetismo, la electrólisis y la inducción electromagnética, que es el tema que hoy nos ocupa. Quizás la ley más conocida que enunció Faraday, en la que demostraba que el voltaje inducido es directamente proporcional a la velocidad con la que cambia el flujo magnético, que atraviesa una superficie con el circuito como borde.
Este descubrimiento surgió cuando enrolló en un arco de hierro, dos bobinas de alambre, llegando a la conclusión de que cuando aplicaba una corriente a una de las bobinas, la otra bobina que no había recibido corriente, también se cargaba de electricidad, otra serie de descubrimientos, que veremos más adelante, le llevaron a la conclusión de que se podía generar un campo eléctrico, a partir de un campo magnético variable.
Para poder conocer mejor que importancia tuvo la Ley de Inducción Electromagnética, tenemos que situarnos en cuanto al tiempo y los conocimientos que se tenían en el relación a los campos magnéticos y la electricidad.
Ya se conocía la relación existente entre la electricidad y el magnetismo, descubrimiento del físico Hans Christian Øersted. Este experimento consiste en acercar a un imán una aguja imantada, como todos los imanes tienen dos polos, uno positivo y otro negativo, la punta siempre indica el norte, luego el otro extremo indica el sur, da igual el tamaño que tenga nuestra aguja, aunque la cortemos en trozos, siempre la punta indicará el norte y el otro extremo el sur.
Si colocamos un imán, y esparcimos limaduras de hierro por encima, veremos el dibujo que crea, cada polo del imán captará las limaduras de hierro que se encuentren bajo su influencia, y es precisamente a eso a lo que llamamos campos magnéticos.
Los electrones en movimiento, a través de un hilo conductor, crea un campo magnético, esto es lo que se conoce como electromagnetismo, si enrollamos el hilo, el efecto magnético se concentrará, al fluir los electrones por la bobina generando un fuerza magnética capaz de atraer objetos pequeños de hierro o acero.
Así es que la Ley de Faraday o inducción electromagnética, enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado resulta directamente proporcional a la velocidad con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una dada superficie con el circuito haciendo de borde.
La Ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo; no obstante esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.
Ley de Lenz: "El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo".
Gracias a la ya nombrada Ley de Lenz, se completo la Ley de Faraday por lo que es habitual llamarla también Ley de Faraday-Lenz para hacer honor a sus esfuerzos en el problema, los físicos rusos siempre usan el nombre "Ley de Faraday-Lenz".
Los transformadores eléctricos han sido uno de los inventos más relevantes de la tecnología eléctrica. Sin la existencia de los transformadores, sería imposible la distribución de la energía eléctrica tal y como la conocemos hoy en día. La explicación es muy simple, por una cuestión de seguridad no se puede suministrar a nuestros hogares la cantidad de Kw que salen de una central eléctrica, es imprescindible el concurso de unos transformadores para realizar el suministro doméstico.
Sabiendo la importancia del transformador para la vida moderna, pasemos a definir qué es exáctamente el transformador.
El transformador básico es un dispositivo eléctrico construido con dos bobinas acopladas magnéticamente entre sí, de tal forma que al paso de una corriente eléctrica por la primera bobina (llamada primaria) provoca una inducción magnética que implica necesariamente a la segunda bobina (llamada secundaria) y provocando con este principio físico lo que se viene a llamar una transferencia de potencia.
También se puede definir de la siguiente manera, aunque esta nueva definición hace hincapié en su funcionalidad:
El transformador es un dispositivo eléctrico que utilizando las propiedades físicas de la inducción electromagnética es capaz de elevar y disminuir la tensión eléctrica, transformar la frecuencia (Hz), equilibrar o desequilibrar circuitos eléctricos según la necesidad y el caso específico. Transportar la energía eléctrica desde las centrales generadoras de la electricidad hasta las residencias domésticas, los comercios y las industrias. Dicho dispositivo eléctrico también es capaz de aislar circuitos de corriente alterna de circuitos de corriente continua.
Un solenoide (del griego, «solen», 'tubo', 'conducto', y «eidos», 'en forma de'1 ) es cualquier dispositivo físico capaz de crear un campo magnético sumamente uniforme e intenso en su interior, y muy débil en el exterior. Un ejemplo teórico es el de una bobina de hilo conductor aislado y enrollado helicoidalmente, de longitud indeterminada. En ese caso ideal el campo magnético sería uniforme en su interior y, como consecuencia, afuera sería nulo.
En la práctica, una aproximación real a un solenoide es un alambre aislado, de longitud finita, enrollado en forma de hélice (bobina) o un número de espirales con un paso acorde a las necesidades, por el que circula una corriente eléctrica. Cuando esto sucede, se genera un campo magnético dentro de la bobina tanto más uniforme cuanto más larga sea la bobina. La ventaja del solenoide radica en esa uniformidad que a veces se requiere en algunos experimentos de física. Pero también tiene inconvenientes: es más engorroso que las Bobinas de Tesla y no puede producir un campo magnético elevado sin un equipo costoso y un sistema de refrigeración. André-Marie Ampére inventó en 1820 el nombre de solenoide, en un experimento en las corrientes circulares.2 .
La bobina con un núcleo apropiado, se convierte en un electroimán. Se utiliza en gran medida para generar un campo magnético uniforme.
Se puede calcular el módulo del campo magnético en el tercio medio del solenoide según la ecuación:
siendo:
m, la permeabilidad magnética,
N, el número de espiras del solenoide,
i, la corriente que circula y
L, la longitud total del solenoide.
Mientras que el campo magnético en los extremos de este pueden aproximarse como:
Magnetostatica
Magnetostatica
Es el estudio de todos los fenómenos físicos en los que intervienen campos magnéticos constantes en el tiempo. La magnetostática abarca desde la atracción que ejercen los imanes y los electroimanes sobre los metales ferromagnéticos, como el hierro, hasta los campos magnéticos creados por corrientes eléctricas estacionarias. De hecho ambos fenómenos están estrechamente relacionados, ya que las corrientes eléctricas crean un campo magnético proporcional a la intensidad de corriente y que disminuye con la distancia.
Por lo que al introducir el concepto de campo requirió una gran dosis de imaginación por parte de los físicos, pues es difícil caer en la cuenta de que lo realmente importante en el estudio del campo electromagnético no son las cargas ni las partículas, sino el campo entre ellas.
Mientras que todavía se utiliza o se aplica la base a la teoría moderna del magnetismo la cual fue propuesta por Ampere y dice: “la fuente fundamental del magnetismo no es un polo magnético, sino la corriente eléctrica”. La interacción magnética básica es la fuerza magnética que existe entre dos cargas en movimiento relativo. El cual se encarga del estudio de los campos magnéticos que no varían con el tiempo.
CAMPO MAGNETICO.
Clasificación de los imanes
Los imanes permanentes son los más comunes y los que utilizamos en el día a día, como los de la heladera. Se llaman permanentes porque una vez que han sido magnetizados siguen permanentemente con carga magnética, aunque sea menor. Suelen hacerse de material ferromagnético, un conjunto de átomos que tienen un campo magnético determinado en el que se refuerzan mutuamente.
Estos pueden clasificarse a su vez en cuatro tipos:
Neodimio-hierro-boro
Samario-cobalto
Alnico
De cerámica o ferrita
Los dos primeros son muy fuertes y difíciles de desmagnetizar, provienen de la serie Lathanoid de la tabla periódica. Se desarrollaron sobre todo entre 1970 y 1980. Los de alnico se popularizaron por la década de los '40, y a pesar de ser muy potentes, se desimantan con facilidad. Los últimos son los más populares desde 1960, ya que son bastante fuertes y difíciles de desmagnetizar, aunque su poder varía con la temperatura.
También se pueden clasificar en imanes moldeados por inyección -con varios tipos de polvo de resina y magnéticos, con menor poder magnético y con propiedades físicas similares al plástico- y flexibles, es decir utilizan una resina flexible como el vinilo, se producen en bandas planas y son inferiores en fuerza magnética.
Los imanes permanentes pueden hacerse de cualquier forma, aunque también es importante cómo están magnetizados. Ante el calor o el contacto con otro imán, los imanes permanentes pueden desimantarse.
Otro tipo de imanes son los imanes temporales, ya que actúan como tales dentro de un campo magnético fuerte. Un claro ejemplo son los clips o los clavos. También encontramos los electroimanes, un tipo de imanes muy fuertes que se forman colocando un núcleo de metal en el interior de una bobina de alambre que tiene corriente eléctrica. La polaridad de estos imanes depende del flujo de corriente, y son especialmente útiles cuando un imán debe estar encendido y apagado.
Por último, los súper imanes están hechos de bobinas de alambre de aleaciones metálicas especiales, que son superconductoras cuando se enfrían a temperaturas muy bajas.
Propiedades de los materiales magnéticos:
- Materiales Magnéticos: estos materiales son aquellos que poseen una forma especializada de energía que está relacionada con la radiación electromagnética, y sus propiedades y estructura se distinguen de los demás por las características magnéticas que poseen.
Propiedades Magnéticas Macroscópicas: son producto de los momentos magnéticos asociados con los electrones individuales. Cuando el electrón gira alrededor del núcleo, se convierte en una carga eléctrica en movimiento, por lo que se genera un momento magnético. Cada electrón gira alrededor de si mismo creando un momento magnético.
El momento magnético neto de un átomo es la suma de los momentos magnéticos generados por los electrones. Si incluyen los momentos orbítales, de rotación, y el hecho de que los momentos pueden cancelarse.
En los átomos donde el nivel de energía de los electrones está completamente llenos, todos los momentos se cancelan. Estos materiales no puedes ser magnetizado permanentemente (Gases inertes y algunos materiales iónicos).
Temperatura de Curie. (en ocasiones punto de Curie) Los metales con propiedades magnéticas las pierden al ser calentados. Es la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo, comportándose como un material puramente paramagnético. En el hierro ocurre a 770º, en el niquel a 360º.
Descubrimiento
Pierre Curie descubrió, junto a su hermano Jacques, el efecto piezoeléctrico en cristales, estableciendo que la susceptibilidad magnética de las sustancias paramagnéticas depende del inverso de la temperatura, es decir, que las propiedades magnéticas cambian en función de la temperatura. En todos los ferromagnetos encontró un descenso de la magnetización hasta que la temperatura llegaba a un valor crítico, llamada temperatura de Curie (Tc), donde la magnetización se hace igual a cero; por encima de la temperatura de Curie, los ferromagnetos se comportan como sustancias paramagnéticas.
Las temperaturas a las cuales los materiales magnéticos se convierten en no magnéticos son
Cobalto 1127 ºC
Hierro 768 ºC
Níquel 357 ºC
Gadolinio 17 ºC
Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.
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 (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres.Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Cada 960 años, las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. El campo magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año.
La Tierra es un imán
Un imán suspendido horizontalmente adopta una posición tal que uno de sus extremos apunta aproximadamente hacia el polo norte geográfico. Este extremo se llama polo norte del imán; el opuesto se denomina polo sur. Los polos del mismo nombre de dos imanes se repelen y los de nombre contrario se atraen.
El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo norte geográfico, porque la Tierra misma es un imán: el polo sur de este imán está cerca del polo norte geográfico y, como los polos contrarios de dos imanes se atraen mutuamente, resulta que el polo norte de la brújula es atraído por el polo sur del imán terrestre, que está en las proximidades del polo norte geográfico.
Sin embargo, la brújula indica cuál es la dirección de la línea geográfica Norte-Sur sólo de un modo aproximado. Los polos norte y sur geográficos son los dos puntos donde el eje de rotación de ¡a Tierra corta a la superficie terrestre. Normalmente, la aguja de la brújula se desvía hacia el Este o hacia el Oeste del norte geográfico. Este ángulo de desviación se denomina declinación.
Una aguja magnética suspendida por su centro de gravedad no se mantiene en posición horizontal. el extremo que señala al Norte se inclina hacia el suelo en el hemisferio septentrional, y lo mismo hace el extremo que señala al Sur, en el hemisferio meridional. Este ángulo de desviación de la aguja respecto de la horizontal se llama inclinación magnética. El valor de la inclinación, al igual que el de la declinación, es diferente de un punto a otro de la superficie de la Tierra.
El campo magnético terrestre se caracteriza también por su intensidad. La intensidad de un campo magnético se mide en gauss. El campo magnético terrestre es bastante débil, del orden de 0,3 gauss en las proximidades del ecuador y de 0,7 gauss en las regiones polares.
El alineamiento en general Norte-Sur de las líneas magnéticas, de acuerdo con el eje de rotación terrestre, sugiere que el campo, en lo fundamental; constituye un dipolo. Resulta inclinado unos 110 respecto al eje de rotación terrestre, y presenta considerables irregularidades (no corresponde al campo de un dipolo perfecto).
Es el estudio de todos los fenómenos físicos en los que intervienen campos magnéticos constantes en el tiempo. La magnetostática abarca desde la atracción que ejercen los imanes y los electroimanes sobre los metales ferromagnéticos, como el hierro, hasta los campos magnéticos creados por corrientes eléctricas estacionarias. De hecho ambos fenómenos están estrechamente relacionados, ya que las corrientes eléctricas crean un campo magnético proporcional a la intensidad de corriente y que disminuye con la distancia.
Por lo que al introducir el concepto de campo requirió una gran dosis de imaginación por parte de los físicos, pues es difícil caer en la cuenta de que lo realmente importante en el estudio del campo electromagnético no son las cargas ni las partículas, sino el campo entre ellas.
Mientras que todavía se utiliza o se aplica la base a la teoría moderna del magnetismo la cual fue propuesta por Ampere y dice: “la fuente fundamental del magnetismo no es un polo magnético, sino la corriente eléctrica”. La interacción magnética básica es la fuerza magnética que existe entre dos cargas en movimiento relativo. El cual se encarga del estudio de los campos magnéticos que no varían con el tiempo.
CAMPO MAGNETICO.
Clasificación de los imanes
Los imanes permanentes son los más comunes y los que utilizamos en el día a día, como los de la heladera. Se llaman permanentes porque una vez que han sido magnetizados siguen permanentemente con carga magnética, aunque sea menor. Suelen hacerse de material ferromagnético, un conjunto de átomos que tienen un campo magnético determinado en el que se refuerzan mutuamente.
Estos pueden clasificarse a su vez en cuatro tipos:
Neodimio-hierro-boro
Samario-cobalto
Alnico
De cerámica o ferrita
Los dos primeros son muy fuertes y difíciles de desmagnetizar, provienen de la serie Lathanoid de la tabla periódica. Se desarrollaron sobre todo entre 1970 y 1980. Los de alnico se popularizaron por la década de los '40, y a pesar de ser muy potentes, se desimantan con facilidad. Los últimos son los más populares desde 1960, ya que son bastante fuertes y difíciles de desmagnetizar, aunque su poder varía con la temperatura.
También se pueden clasificar en imanes moldeados por inyección -con varios tipos de polvo de resina y magnéticos, con menor poder magnético y con propiedades físicas similares al plástico- y flexibles, es decir utilizan una resina flexible como el vinilo, se producen en bandas planas y son inferiores en fuerza magnética.
Los imanes permanentes pueden hacerse de cualquier forma, aunque también es importante cómo están magnetizados. Ante el calor o el contacto con otro imán, los imanes permanentes pueden desimantarse.
Otro tipo de imanes son los imanes temporales, ya que actúan como tales dentro de un campo magnético fuerte. Un claro ejemplo son los clips o los clavos. También encontramos los electroimanes, un tipo de imanes muy fuertes que se forman colocando un núcleo de metal en el interior de una bobina de alambre que tiene corriente eléctrica. La polaridad de estos imanes depende del flujo de corriente, y son especialmente útiles cuando un imán debe estar encendido y apagado.
Por último, los súper imanes están hechos de bobinas de alambre de aleaciones metálicas especiales, que son superconductoras cuando se enfrían a temperaturas muy bajas.
Propiedades de los materiales magnéticos:
- Materiales Magnéticos: estos materiales son aquellos que poseen una forma especializada de energía que está relacionada con la radiación electromagnética, y sus propiedades y estructura se distinguen de los demás por las características magnéticas que poseen.
Propiedades Magnéticas Macroscópicas: son producto de los momentos magnéticos asociados con los electrones individuales. Cuando el electrón gira alrededor del núcleo, se convierte en una carga eléctrica en movimiento, por lo que se genera un momento magnético. Cada electrón gira alrededor de si mismo creando un momento magnético.
El momento magnético neto de un átomo es la suma de los momentos magnéticos generados por los electrones. Si incluyen los momentos orbítales, de rotación, y el hecho de que los momentos pueden cancelarse.
En los átomos donde el nivel de energía de los electrones está completamente llenos, todos los momentos se cancelan. Estos materiales no puedes ser magnetizado permanentemente (Gases inertes y algunos materiales iónicos).
Temperatura de Curie. (en ocasiones punto de Curie) Los metales con propiedades magnéticas las pierden al ser calentados. Es la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo, comportándose como un material puramente paramagnético. En el hierro ocurre a 770º, en el niquel a 360º.
Descubrimiento
Pierre Curie descubrió, junto a su hermano Jacques, el efecto piezoeléctrico en cristales, estableciendo que la susceptibilidad magnética de las sustancias paramagnéticas depende del inverso de la temperatura, es decir, que las propiedades magnéticas cambian en función de la temperatura. En todos los ferromagnetos encontró un descenso de la magnetización hasta que la temperatura llegaba a un valor crítico, llamada temperatura de Curie (Tc), donde la magnetización se hace igual a cero; por encima de la temperatura de Curie, los ferromagnetos se comportan como sustancias paramagnéticas.
Las temperaturas a las cuales los materiales magnéticos se convierten en no magnéticos son
Cobalto 1127 ºC
Hierro 768 ºC
Níquel 357 ºC
Gadolinio 17 ºC
Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.
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 (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres.Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Cada 960 años, las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. El campo magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año.
La Tierra es un imán
Un imán suspendido horizontalmente adopta una posición tal que uno de sus extremos apunta aproximadamente hacia el polo norte geográfico. Este extremo se llama polo norte del imán; el opuesto se denomina polo sur. Los polos del mismo nombre de dos imanes se repelen y los de nombre contrario se atraen.
El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo norte geográfico, porque la Tierra misma es un imán: el polo sur de este imán está cerca del polo norte geográfico y, como los polos contrarios de dos imanes se atraen mutuamente, resulta que el polo norte de la brújula es atraído por el polo sur del imán terrestre, que está en las proximidades del polo norte geográfico.
Sin embargo, la brújula indica cuál es la dirección de la línea geográfica Norte-Sur sólo de un modo aproximado. Los polos norte y sur geográficos son los dos puntos donde el eje de rotación de ¡a Tierra corta a la superficie terrestre. Normalmente, la aguja de la brújula se desvía hacia el Este o hacia el Oeste del norte geográfico. Este ángulo de desviación se denomina declinación.
Una aguja magnética suspendida por su centro de gravedad no se mantiene en posición horizontal. el extremo que señala al Norte se inclina hacia el suelo en el hemisferio septentrional, y lo mismo hace el extremo que señala al Sur, en el hemisferio meridional. Este ángulo de desviación de la aguja respecto de la horizontal se llama inclinación magnética. El valor de la inclinación, al igual que el de la declinación, es diferente de un punto a otro de la superficie de la Tierra.
El campo magnético terrestre se caracteriza también por su intensidad. La intensidad de un campo magnético se mide en gauss. El campo magnético terrestre es bastante débil, del orden de 0,3 gauss en las proximidades del ecuador y de 0,7 gauss en las regiones polares.
El alineamiento en general Norte-Sur de las líneas magnéticas, de acuerdo con el eje de rotación terrestre, sugiere que el campo, en lo fundamental; constituye un dipolo. Resulta inclinado unos 110 respecto al eje de rotación terrestre, y presenta considerables irregularidades (no corresponde al campo de un dipolo perfecto).
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