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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