Imanes

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo comprende un tema muy interesante, los imanes, Sin duda alguna vez hemos observado estos instrumentos que pueden ser muy útiles y con el desarrollo de las tecnologías se han ido mejorando.

Los imanes se clasifican en dos grandes grupos: imanes naturales e imanes artificiales, dependiendo de cómo estén fabricados. También los hay permanentes y temporales de acuerdo al tiempo que dura el magnetismo en ellos.

El magnetismo es tan impresionante que incluso la Tierra es un lo contiene, ¡sí la Tierra contiene minerales de los que están fabricados los imanes! Además el magnetismo tiene una ley muy conocida: ley de la fuerza magnética que establece que los polos magnéticos del mismo signo se repelen y los polos magnéticos de signos contrarios se atraen.

Existen diversos materiales magnéticos (con los que se pueden fabricar los imanes) estos se clasifican principalmente en: diamagnético, paramagnético y ferromagnético. Cada uno presenta características diferentes y para fabricar los imanes se puede utilizar cualquiera, claro teniendo en cuenta el uso que se le va a dar al imán.

Los usos de los imanes son extensos por ejemplo las bandas flexibles que se utilizan para mantener la puerta del refrigerador cerrada, también se usan en timbres, alarmas, motores, teléfonos y una infinidad de aparatos que incluso usamos diariamente.

Los imanes tienen el poder de atraer y repeler las sustancias magnéticas y otros imanes. Esto ha hecho que los imanes sean de gran utilidad en la vida moderna, desde colgar dibujos de tus hijos en el refrigerador hasta viajar en los trenes de levitación magnética y hasta en el funcionamiento de tu computadora. Las diferentes propiedades de un imán hacen que sean un componente útil en varios equipos modernos.

METODOLOGÍA

La presente metodología está basada en ideas y aportaciones del físico y médico inglés, William Gilbert (1544-1603) quien realizó estudios sobre los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas utilizadas en la navegación, siendo este trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo.

Gilbert descubrió que muchas sustancias tenían la capacidad de atraer objetos cuando se frotaban y aplicó el término eléctrica para la fuerza que ejercen estas sustancias después de ser frotadas. Fue el primero en utilizar términos como 'energía eléctrica', 'atracción eléctrica' y 'polo magnético'.

Quizá su aportación más importante fue la demostración experimental de la naturaleza magnética de la Tierra. Gilbert fue el primero en aplicar el término electricidad, del griego "elektron" = ámbar.

Para realizar este proyecto se realizó una investigación acerca de los imanes, los materiales de que están hechos, los cambios que se han dado con el paso del tiempo, el magnetismo, las leyes y teorías sobre estos amplios e interesantes temas que se abordaran a lo largo del proyecto.

Además se toma en cuenta una parte esencial de los imanes, el campo magnético que es donde se desarrolla y al hablar de los imanes es inevitable no contemplar este tema.

JUSTIFICACIÓN

Elegimos este tema (imanes) porque consideramos que es algo de quienes todos deberían saber, ya que usamos los imanes a diario en aparatos o instrumentos cotidianos y muchas veces no se toma en cuenta la gran importancia de este material.

Además consideramos que es un tema muy interesante pues con solo escuchar el nombre recordamos que lo hemos usado más de una vez en algún aparato que los contenga por ejemplo el refrigerador, un teléfono, una alarma etc.

OBJETIVOS GENERALES Y PARTICULARES

• Dar a conocer ampliamente el uso de los imanes

• Comparar las leyes y teorías sobre el magnetismo

• Clasificar los imanes según su permeabilidad, magnetismo y materiales de los que están hechos

• Analizar el magnetismo terrestre y hacer una comparación con respecto a otro tipo de imanes

• Demostrar las formas de aplicación del magnetismo

• Calcular la densidad del flujo magnético y la permeabilidad magnética

IMANES

El desarrollo actual y futuro de la tecnología está íntimamente al conocimiento de los imanes ellas están presentes en puertas de refrigeradores, comunicación telefónica tratamientos de medicina alternativa y transporte de trenes de muy alta velocidad (levitación magnética), entre otros.

Un imán es un cuerpo que tiene la propiedad llamada magnetismo; qué consiste en atraer objetos de hierro, níquel y cobalto. Los imanes tienen un polo norte (N) y un polo sur (S) y de manera general se clasifican en dos grandes grupos: imanes naturales e imanes artificiales.

Los imanes naturales son los que están constituidos por el mineral llamado magnetita (Fe3O4).

Se les denomina imanes artificiales a los que adquieren magnetismo a través de algún procedimiento externo cómo puede ser frotamiento o corriente eléctrica. Actualmente son los más utilizados debido a que pueden fabricarse con mayor intensidad, mayor solidez y ser modelados según requerimientos industriales.

Por el tiempo que permanece el magnetismo en los imanes se clasifican en: permanentes y temporales.

Un imán permanente es aquel que de forma ininterrumpida presenta magnetismo estos son fabricados de hierro con alto contenido de carbón.

Los imanes temporales son los que se manifiestan magnetismo siempre y cuando la corriente eléctrica o magnética circule por ellos, pero en cuanto ya no lo hacen pierden su poder de atracción. Son fabricados con hierro y bajo contenido de carbono (hierro dulce).Un ejemplo de esta clase de imanes son: níquel-aluminio, hierro-cromo, cobalto-tungsteno-molibdeno, aluminio-níquel-cobalto, hierro-estroncio entre otros. También combinaciones de samario, prometio, o neodimio con mezclas de cobalto combinado con hierro, cobre, zirconio, titanio, hafnio y manganeso.

La característica principal de estas imágenes es que aun cuando presentan dimensiones pequeñas son capaces de levantar cientos de su propio peso.

Dependiendo del uso que se le da a los imanes estos presentan infinidad de formas.

Se les denominan polos a los lugares de los imanes en las cuales el magnetismo se concentra y es más intenso, se localizan en sus extremos, son de naturaleza distinta y se identifica con los nombres de polo norte y polo sur.

Para identificar con precisión en un imán recto que extremo corresponde al polo norte y cuál al polo sur, éste se suspende en posición horizontal mediante un hilo el cual se deja oscilar libremente hasta que se detiene. Al extremo orientado al polo norte geográfico se le llama polo norte, mientras el que señala hacia el polo sur geográfico polo sur.

Una de las características de los imanes es que si es dividido en dos partes y sus pueblos no se aíslan sino que se forman dos polos nuevos diferentes una en cada extremo. No importa cuántas veces se divida siempre sucederá lo mismo. Por tanto, los polos magnéticos siempre se encontrarán en pares.

CAMPO MAGNETICO

El campo magnético es el espacio que rodea a un imán y en el cual se manifiesta su acción magnética. Se representa por un conjunto de líneas de fuerzas magnéticas (líneas de flujo) que se originan en el polo norte y se dirigen al polo sur; no tienen punto inicial o final ya que forman espiras continuas que pasan a través de él.

La dirección del campo magnético da el sentido de las líneas de fuerza; su intensidad es inversamente proporcional al espacio entre ellas, esto es, a menor separación mayor será, tal como sucede en los polos del imán.

Una forma práctica de visualizar el campo magnético es mediante su espectro magnético correspondiente, para ello se espolvorean sobre una cartulina, papel o vidrio, limaduras de hierro, posteriormente debajo de ellas se coloca el imán que origina que se orienten conforme a la trayectoria de las líneas de fuerza magnéticas. El espectro magnético permite distinguir los polos con claridad.

Al conjunto de líneas de fuerzas magnéticas se le flujo magnético, mientras que a la cantidad que inciden en una superficie, densidad de flujo magnético o simplemente campo magnético, que es una medida del magnetismo.

Dependiendo de si el flujo magnético incide de manera perpendicular o con cierta inclinación en la superficie, las ecuaciones a utilizar para el cálculo de la densidad del flujo magnético cambian.

MAGNETISMO TERRESTRE

En el siglo XII se descubrió que una aguja imantada colocada sobre un trozo de madera flotando en agua se orientaba siempre en dirección norte sur este es el principio el funcionamiento de la brújula magnética que aprovecha que la Tierra se comporta como un enorme y poderoso imán. Hoy en día la brújula es un instrumento muy útil para actividades que requieren de orientación como las aéreas y de navegación.

En la tierra el polo sur magnético se orienta hacia el polo norte geográfico y el polo norte magnético hacia

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