Site hosted by Angelfire.com: Build your free website today!

oem-user

 

Magnetismo

Los primeros fenómenos magnéticos observados se relacionaron con fragmentos de piedra de imán o magnética (un oxido de hierro) encontrada cerca de la antigua ciudad de magnesia hace aprox. 2000 años. Se observó que estos imanes naturales atraían pequeños trozos de hierro no, magnetizado. Esta fuerza de atracción se conoce como magnetismo, y al objeto que ejerce una fuerza magnética se le la llama imán.

 

 

Figura 29-1 La intensidad de un imán  se concentra en la región cercana a sus extremos.

 

Si una barra imantada se introduce en un recipiente que contenga limaduras de hierro y en seguida se retira, se aprecia que los músculos fragmentos de hierro se adhieren más fuertemente a las áreas pequeñas cercanas a los extremos. Estas regiones donde parece concentrarse la fuerza del imán se llama polos magnéticos.

Cuando cualquier material magnético se suspende de un cordel, gira alrededor de un eje vertical. En la figura 29-2 se ilustra como el imán se alinea en una dirección norte-sur. El extremo que ve el sur se le llama polo norte (N) del imán. Su opuesto, el externo que ve al sur se le llama polo sur, (S) del imán. La polarización del material magnético es lo que cuenta para su aprovechamiento como brújula para la navegación. La brújula consiste en una aguja ligera imantada, que se apoya sobre un soporte con poca fricción.

 

 

Figura 29.1 (a) Una barra de imán suspendido tendera a permanecer en reposo en una dirección norte-sur. (b)Carátula de una brújula.

Se puede demostrar fácilmente que los polos norte y sur del imán son diferentes.

Cuando se acerca al imán suspendido por la cuerda otra barra imantada, como muestra la fig. 29-3, los dos polos norte o los dos sur se repelen entre sí, mientras que el polo norte de uno y el polo sur de otro se atraen mutuamente. La ley de la fuerza magnética establece que:

 

Polos magnéticos iguales se repelen y polos magnéticos diferentes se atraen.

 

Figura 29-3 Los polos iguales se repelen entre si, los polos diferentes se atraen.

No existen polos aislados. No importa cuantas veces se rompa un imán por la mitad cada pieza resultante será un imán, con un polo norte y un polo sur.   

No se conoce una sola partícula que sea capaz de crear un campo magnético de manera similar a como un protón o electrón pueden crear un campo eléctrico.

La atracción que ejercen los imanes sobre el hierro no magnetizado y las fuerzas de interacción que surgen entre polos magnéticos actúan a través de todas las sustancias. En la industria, los materiales ferrosos que han sido desechados y se arrojan a la basura pueden ser separados para reutilizarse por medio de imanes.

 

 

Campos Magnéticos

Todo imán esta rodeado por un espacio, en el cual se manifiestan sus efectos magnéticos. Dicha regiones se llaman campos magnéticos.

Así como las líneas de campo eléctrico fueron útiles para describir los campos eléctricos, las líneas de campo magnético, llamadas líneas de flujo, son muy útiles para visualizar los campos magnéticos. La dirección de una línea de flujo en cualquier punto tiene la misma dirección de la fuerza magnética que actuaría sobre un polo norte imaginario aislado y colocado en ese punto (véase la fig.29-4a). De acuerdo con esto, las líneas de flujo magnético salen del polo norte de un imán y entra en el polo sur. A diferencia de las líneas de campo eléctrico, las líneas de flujo magnético no tienen puntos iniciales o finales; forman espiras continuas que pasan a través de la barra metálica, como se muestra en la fig. 29-4b. las líneas de flujo en la región comprendida entre dos polos iguales o diferentes se ilustra en la fig. 29-5.

 

La Teoría Moderna Del Magnetismo

En general se acepta que el magnetismo de la materia es el resultado del movimiento de los átomos de las sustancias. De ser así, el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y esta estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con  la teoría clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética de los átomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe, solo en parte, a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo. La fig. 29-6 ilustra los dos tipos de movimiento de los electrones. No deben tomarse muy en serio el movimiento de los electrones. No obstante, creemos firmemente que los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento, y tales modelos nos ayudan a describir tales fenómenos.

 

Figura 29-4 (a) Las líneas de flujo magnético están en la dirección de la fuerza que se ejerce sobre un polo norte independiente. (b) Las líneas de flujo cercanas a una barra imantada.

Figura 29-5 (a) Líneas de flujo magnético entre dos polos iguales. (b) Líneas de flujo magnético entre dos polos diferentes.

 

Los átomos en un material magnético están agrupados en microscópicas regiones magnéticas conocidas como dominios. Se piensa que todos los átomos dentro de un dominio están polarizados magnéticamente a lo largo de un eje cristalino. En un material no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azar, como indica las flechas de la fig. 29-7a. Se usa un punto para indicar que una flecha esta dirigida hacia afuera del papel, y una cruz indica una dirección hacia adentro del papel. Si un gran numero de dominios se orientan en la misma dirección, como muestra la fig. 29-7b, el material mostrara fuertes propiedades magnéticas.

Esta teoría del magnetismo es muy útil porque ofrece una explicación para gran número de los efectos magnéticos observados en la materia. Por ejemplo, una barra de hierro no magnetizada se puede transformar en un imán simplemente sosteniendo otro imán cerca de ella o en contacto con ella. Este proceso se llama inducción magnética. Las tachuelas se convierten, por inducción, en imanes temporales. Observe que las tachuelas de la derecha se magnetizaron, a pesar de que en realidad no se han puesto en contacto con el imán. La inducción magnética se explica por medio de la teoría del dominio.

La introducción de un campo magnético provoca la alineación se los dominios, y eso da por resultado la magnetización.

 

 

FIGURA 29-6 Dos tipos de movimiento del electrón son los que originan las propiedades magnéticas.

 

El magnetismo inducido es, a menudo, solo temporal, y cuando se retira el campo, los dominios gradualmente se vuelven a desorientar.

Si  los dominios permanecen alineados en ciertos grado después de que el campo se ha eliminado, se dice que el material esta permanentemente magnetizado. La capacidad de retener el magnetismo se conoce como retentividad.

Otra propiedad de los materiales magnéticos que se aplica fácilmente a la luz de la teoría del dominio es la saturación magnética. Tal parece que existe un límite para el grado de magnetización que experimenta un material. Una vez que se ha alcanzado dicho límite, ningún campo externo, por fuerte que sea, puede incrementar la magnetización. Se piensa que todos sus dominios ya se han alineado.

 

                                                                         (a)                                                                                       (b)

 

Figura 29-7 (a) Los dominios magnéticos en un material magnetizado se encuentran orientados al azar. (b) La orientación preferida de los dominios de un material magnetizado.

 

 

 

ARRIBA


magnetismo