MAGNETISMO

Magnetismo

Se han establecido en términos generales que el magnetismo de la materia es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de las sustancias. Al considerar esto, se tiene que el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y está estrechamente relacionada con el fenómeno eléctrico.

William Gilbert (1540-1603) demostró que la tierra se comporta como un enorme imán, también demostró que cuando un imán se rompe en varios trozos, cada uno se convierte en un nuevo imán con sus respectivos polos magnéticos. Por tanto, no existen polos magnéticos separados, contrario a las cargas eléctricas que si se separan.

Gilbert demostró que polos iguales se rechazan y polos diferentes se atraen.

Magnetismo es la propiedad que tienen los cuerpos llamados imanes de atraer al hierro, al níquel y al cobalto.

La importancia de los imanes y del magnetismo es muy grande porque se utilizan en muchos a aparatos tales como: timbres, alarmas, teléfonos, motores eléctricos, brújulas, etc. (Pérez Montiel, pág. 465).

Campo magnético

Los imanes están rodeados por un espacio en el cual se manifiestan sus efectos magnéticos, dicho espacio se denomina Campo Magnético.

Si existe una corriente eléctrica que circula por un conducto, en el espacio que la rodea habrá un campo magnético.

Definiremos un vector, representado por B denominada vector campo magnético. (Andrés León de la Cruz, Pág. 322)

ENTRE EL CAMPO ELÉCTRICO Y EL CAMPO MAGNÉTICO

FB . ds = (FB . v) dt=0

La energía cinética de la carga

No se altera por un campo magnético constante

Dónde:

B= campo magnético

v= velocidad de la partícula

FB = fuerza magnética sobre la carga

EL CAMPO MAGNETICO

En el espacio que rodea a cada imán, existe lo que se le llama campo magnético. Aunque este campo no es visible, se puede demostrar y trazar de la siguiente manera.

Si se coloca una brújula muy pequeña en algún punto cercano al polo N de una barra imantada recta y se mueve siempre en la dirección que señala la aguja, el centro del instrumento trazará una línea continua llamada línea magnética de fuerza. Partiendo de varios puntos, se pueden trazar muchas líneas como se indica en la figura.

Diagrama del campo y líneas de campo magnéticos en torno a una barra recta imantada como puede ser por ejemplo una pequeña aguja de una brújula.

Estas líneas de fuerza magnéticas, como se llaman, no existen en realidad, son solo útiles artíficos para ser usados al describir muchos diferentes fenómenos magnéticos.

Una excelente demostración del campo y de su dirección se puede ejecutar colocando una placa de vidrio o una hoja de papel sobre un imán y luego espolvoreando limaduras de hierro sobre la cara superior. Al golpear ligeramente el vidrio o papel, las limaduras giran y se alinean como se ve en la siguiente figura:

El CAMPO ALREDEDOR DE IMANES SEPARADOS

Cuando se acercan dos imanes la acción mutua entre ellos da lugar a un campo magnético complicado.

Una explicación simplificada de muchos fenómenos eléctricos y magnéticos se pueden dar al suponer que esas líneas de fuerza imaginarias poseen ciertas propiedades pero reales y sencillas. De acuerdo a eso si su dirección longitudinal actúa como si fueran tiras de caucho estiradas bajo tensión constante, mientras que lateralmente se comportan como si se repelieran entre sí. En los siguientes diagramas se explica afondo:

EL CAMPO MAGNETICO DE LA TIERRA

Debemos a sir. William Gilbert la observación de que la tierra es un gran imán, para probar esta teoría; Gilbert talló una esfera de magnetita y demostró que una pequeña brújula colocaba en cualquier punto de ese globo siempre apuntaba, como lo hace la Tierra, hacia el polo norte.

Por lo tanto, la Tierra ha sido esquemáticamente dibujada como una gran esfera imantada de hierro, como si contuviera un enorme imán permanente. Puesto que el eje magnético forma un ángulo con el eje polar, los polos magnéticos de la Tierra no están en los polos verdaderos norte y sur. Estos últimos son puntos localizados sobre el eje de rotación de la Tierra.

El polo norte magnético está situado en el lejano norte de Canadá, mientras que el polo sur magnético se encuentra casi diametralmente opuesto en el hemisferio sur; por su polaridad, el polo norte magnético es un polo S y el polo sur magnético es un polo N. Esto resulta evidente por las líneas de fuerza magnética, las cuáles siempre se inician en un polo N y terminan en un polo S.

Esquema de la Tierra como un enorme imán rodeado por un campo magnético que se extiende hacia fuera en el espacio

Se sabe que la Tierra contiene grandes depósitos de mineral de hierro, siendo algunos de ellos de hierro casi puro. Una teoría propone que en épocas pasadas todos esos depósitos de hierro se magnetizaron gradualmente y casi con la misma orientación y que todos juntos actúan como un inmenso imán permanente. Otra teoría, y por cierto muy plausible, es que el magnetismo se debe a las grandes corrientes eléctricas que se sabe fluyen alrededor de la Tierra, no sólo en la corteza terrestre sino también en la atmósfera. Estas corrientes parece que están relacionadas de algún modo con la rotación de la Tierra; esto parece confirmarse por el hecho de que la Tierra está imantada en una dirección casi paralela al eje polar terrestre.

LEY DE COULOMB PARA LOS POLOS MAGNETICOS

Para un estudio de la ley de fuerza entre polos magnéticos, se usan imanes especialmente diseñados. La necesidad de esto se comprende cuando se recuerda que los polos magnéticos

...