MAGNETISMO

El conocimiento de la naturaleza de los fenómenos magnéticos es reciente. Contrariamente a lo que los primeros investigadores en este campo pensaron, el magnetismo no constituye un esfera de fenómenos independientes.

Peter Peregrinus de Maricourt, fue un estudioso francés del siglo XIII que realizo experimentos sobre magnetismo y escribió el primer tratado existente para las propiedades de imanes.

Diversos fenómenos eléctricos y magnéticos se conocen desde muy antiguo, pero hasta la tercera década del siglo XIX se pensaba que entre unos y otros no existía ningún tipo de relación.

En 1820, Oersted observó mediante experimentos la acción del magnetismo. Los resultados de sus experimentos llegaron a conocerse por ampere quien interpreto que las acciones magnéticas se deben al movimiento de la electricidad, teoría que estaba en contra de lo hasta entonces establecido por coulomb. Adelantándose a su época (entonces aún no se conocía la existencia del electrón), ampere supo comprender que las acciones de los imanes se deben a corrientes cerradas existentes en la masa de la sustancia imanada.

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Es una manifestación del movimiento de las cargas eléctricas.

En hechos experimentales se muestra que:

Una carga eléctrica en movimiento, además de un campo eléctrico, crea un campo magnético.

Toda carga eléctrica que se mueva en el sentido de un campo magnético experimenta una fuerza que es perpendicular a su dirección.

Campo Magnético

Se dice que en una región del espacio existe un campo magnetismo si al penetrar en ella una carga móvil experimenta una fuerza que depende de su velocidad.

Inducción Magnética

La fuerza que actúa sobre una carga que se mueve en un campo magnético es perpendicular a la dirección de la velocidad de la carga. La intensidad de esa fuerza depende de la carga y de la dirección y velocidad con que esta se mueve.

Sobre una carga positiva q que se desplaza perpendicularmente a las líneas de fuerza de un campo magnético con velocidad v actúa una fuerza F, que vale:

F=B*q*v

Donde B es un coeficiente de proporcionalidad entre la fuerza y el producto de la carga q por la velocidad con que se mueve v. este coeficiente o magnitud recibe el nombre de inducción magnética.

Magnetismo en la materia

Los fenómenos magnéticos hasta ahora estudiados tenían lugar en el vacío, pero la presencia de un material altera las propiedades magnéticas del espacio, de forma análoga a como altera sus propiedades eléctricas.

Tipos de sustancias magnéticas

Desde el punto de vista de su comportamiento magnético existen tres tipo de sustancias: diamagnéticas, paramagnéticas y ferromagnéticas.

Existen diferentes magnitudes magnéticas que se miden en diversas unidades en el C.GS y S.I.

Magnitud magnética Sistema C.G.S Factor de conversión Sistema S.I

H excitación.

M magnetización

Oersted (Oe)

103/4 π

(A/m)

B inducción o densidad de flujo

Gauss (G)

10-4 Tesla (T) o Weber/m2

 flujo magnético Maxwell(Mx) o G. cm2

10-8 Weber (Wb) o V.s

µ permeabilidad magnética

µ= B/H

Adimensional

4. π 10-7 Henrios/m o Wb)(A.m)

Permeabilidad relativa µr

Susceptibilidad ×=M/H

No definida

Adimensio-nal

Dependiendo de cómo reacciona el material ante una excitación externa H los materiales se clasifican en: diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.

Los materiales diamagnéticos presentan susceptibilidades magnéticas negativas muy pequeñas, del orden de X=-10-6 para diversos elementos.

Permeabilidad magnética de los diferentes materiales en relación a la de vacío.

Los materiales paramagnéticos, en cambio presentan susceptibilidades positivas, pero también de muy pequeño valor, entre 10-6 y 10-2. En ambos casos el cambio respecto al observado en el vacío es despreciable. Es decir, la permeabilidad de los materiales día y paramagnéticos es prácticamente igual a la del vacío por lo que carecen de interés industrial.

Susceptibilidad x*10-6 de materiales diamagnéticos y paramagnéticos.

Los materiales ferromagnéticos, sin embargo, se caracterizan por presentar susceptibilidades muy altas y, por lo tanto, son capaces de adquirir una fuerte magnetización, lo que se aprovecha industrialmente para generar campos magnéticos de lata intensidad.

Experiencias sobre materiales magnéticos: obtención de indicadores del comportamiento magnético.

El equipo habitualmente empleado para determinar las características magnéticas se conoce con el nombre de magnetómetro de Kopsel. En la figura abajo se muestra un esquema del equipo. La muestra P a ensayar se coloca en los alojamientos Q del yugo magnético Y. Al cerrar el conmutador K, la batería B suministra una corriente I (regulada por el reóstato R) que, al circular por las bobinas H y C, genera un flujo magnético que recorre el circuito formado por el yugo y la muestra.

En el entrehierro del yugo, se sitúa una pequeña bobina móvil M, sobre la que va montada una aguja indicadora del desplazamiento angular de la bobina, por la que circula una corriente i, regulable mediante el reóstato r. la corriente es suministrada por la batería Ba.

Esquema del Magnetómetro de Kopsel

Biblioteca de aprendizaje interactivo mundo hispano (Vol. 4). (2006). Barcelona, España: OCEANO.

vicente Amigó, M. D. (s.f.). Fundamentos de ciencia de los materiales. Universidad Politecnica de Valencia : Servicio de publicaciones .

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