Magnetismo

INTRODUCCIÓN AL MAGNETISMO

El fenómeno del magnetismo se conoce desde tiempos antiguos. Gracias a este descubrimiento muchos de los utensilios de ubicación, ejemplo más simple de esto es la brújula, y los generadores y motores funcionan por medio del este. Pero esta fuerza fundamental de la naturaleza no se limita a estos bienes.

Gracias a la manifestación más conocida del magnetismo, la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro; recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

El campo magnético

Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un ‘campo magnético’. Los campos magnéticos suelen representarse mediante ‘líneas de campo magnético’ o ‘líneas de fuerza’. En cualquier punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas.

En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con una parte del bucle dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de líneas de fuerza.

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.

Concepto de Magnetismo

A instancias de la Física, se llama magnetismo a aquel fenómeno físico por el cual los materiales ejercen fuerzas, ya sea de atracción o de repulsión, sobre otros materiales con los cuales interactúan. Todos los materiales, algunos en mayor grado y otros en un grado menor han recibido la influencia de un campo magnético, en tanto, materiales muy conocidos por todos nosotros tales como el níquel, hierro, cobalto y sus correspondientes aleaciones denominadas imanes presentan propiedades magnéticas detectables.

Aunque también, el magnetismo guarda otro tipo de manifestaciones dentro de la Física, especialmente como uno de los dos componentes de la onda electromagnética, como por ejemplo, la luz.

El magnetismo consiste en lo siguiente, cada electrón, por su naturaleza es un pequeño imán, comúnmente una gran cantidad de electrones conformados por un determinado material se encuentran orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, en tanto, en un imán, todos los electrones tenderán a orientarse hacia la misma dirección, generando una fuerza magnética importante. Una cuestión a tener en cuenta es que siempre el comportamiento magnético que ostente un material dependerá de la estructura material que este posea y de su configuración electrónica

Ley de Faraday

Demuestra la aparición de una corriente eléctrica en una espira, cuando el campo magnético que atraviesa la superficie limitada por la misma varía con el tiempo. A este proceso se le denomina inducción electromagnética y es el principio fundamental del generador eléctrico, del transformador y de otros muchos dispositivos de uso cotidiano. Fueron Michael Faraday, en Inglaterra, y Joseph Henry, en los Estados Unidos, los que a principios de la década de 1830, descubrieron, independientemente, este fenómeno físico.

Para realizar la experiencia de inducción electromagnética, se utilizará una bobina con un gran número de espiras, conectada, mediante dos cables, a un amperímetro, así como un imán.

En primer lugar, se ajusta el amperímetro, de modo que el cero quede en el centro de su escala. Se observa, que cuando la corriente va en un determinado sentido, la aguja del amperímetro se desplaza, por ejemplo, hacia la izquierda del cero, mientras que, si la corriente cambia de sentido, la aguja se desplaza hacia la derecha. Para generar una fuerza electromotriz inducida, y por tanto, una corriente inducida, se aleja o se acerca el imán introduciéndolo y sacándolo de la bobina. Al acercar el imán, la aguja del amperímetro se desplaza hacia la izquierda, mientras que al alejarlo lo hace hacia la derecha. Sin embargo, no existe corriente inducida si el imán está en reposo respecto de la bobina. Puede verse en este caso, que la aguja del amperímetro no se mueve. Si se cambia la orientación del imán, y por tanto, la de su campo magnético, se produce el mismo fenómeno, pero ahora, el sentido de la corriente inducida es distinto que en el caso anterior. También se observa cómo si el imán se acerca, o se aleja, más rápidamente, la corriente inducida es mayor.

Se puede también generar una corriente en la bobina, manteniendo el imán en reposo y moviendo únicamente la bobina respecto al imán, alejándola o acercándola. Al igual que en los casos anteriores, cuando no hay movimiento relativo entre la bobina y el imán, no existe corriente inducida, y por lo tanto, la aguja del amperímetro no se mueve.

El principio que explica la

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