Índice:
Introducción__________________________________________________1 1.0. El magnetismo y sus propiedades_________ propiedades___________________ ________________2 ______2 1.1. Campo magnético________________ magnético_________________________ __________________ ___________2 __2 1.2. Unidades de campo magnético________________ magnético________________________ _________3 _3 1.3. ¿ para que sirven los imanes ?____________________ ?__________________________3 ______3 1.4. Los imanes_________________________________________4 1.5. Las propiedades magnéticas de la materia________________5 materia________________5 1.5.1. Materiales ferromagnéticos_________ ferromagnéticos__________________ __________________ _________5 5 1.5.2. Materiales paramagnéticos________ paramagnéticos________________ ________________ ____________5 ____5 1.5.3. Materiales diamagnéticos______________ diamagnéticos________________________ _______________5 _____5 1.6. La permeabilidad relativa________________ relativa_________________________ ______________6 _____6 1.7. Leyes del magnetismo________ magnetismo________________ ______________________ _________________6 ___6 1.7.1. Ley de gauss para el campo magnético_______________ magnético__________________6 ___6 1.7.2. Ley de ampere___________________ ampere___________________________ ________________ __________7 __7 1.7.3. Ley de Lenz_________________ Lenz_________________________ ________________ _______________7 _______7 1.7.4. Ley de Faraday_______________ Faraday________________________ __________________ _____________7 ____7
Conclusión___________________________________________________8 Bibliografía__________________________________________________9
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Introducción:
El magnetismo es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha
relación
entre
la electricidad y
el
magnetismo.
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1.0. El magnetismo y sus propiedades
El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos
que
son
propiedades
magnéticas
detectables
fácilmente
como
el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel. El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los 2 componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.
1.1. Campo Magnético Los campos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las fuentes de campos magnéticos son esencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos.
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1.2. Unidades de Campo Magnético La unidad estándar (SI) para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, F magnética = qvB, que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético mas pequeña.
La cantidad magnética B a la que llamamos aquí "campo magnético", se le llama a veces "densidad de flujo magnético". El Weber por metro cuadrado es el nombre antiguo de Tesla, siendo el Weber la unidad de flujo magnético.
1.3. ¿Para qué sirven los imanes? Un gran número de médicos y sanadores utilizaron los imanes para curar diferentes problemas médicos a lo largo de la historia. Hoy en día la ciencia médica utiliza el magnetismo más que nunca, por ejemplo:
La magnetoencefalografía (MEG) se utiliza para medir la actividad cerebral.
La terapia de choque para volver a iniciar corazones.
El uso de imanes en aplicaciones industriales y mecánicas también es muy común. Los imanes son la fuerza motriz básica para todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.
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1.4. LOS IMANES ¿Qué es un imán? Los imanes son los materiales que presentan las propiedades del magnetismo. Hay que destacar que estos pueden ser naturales o artificiales. El más común de los imanes naturales es un mineral llamado magnetita. Los imanes pueden ser permanentes o temporales , según el material con el que se fabriquen y según la intensidad de campo magnético al que le sometan. Una de las propiedades fundamentales de la interacción entre imanes es que los polos
iguales se repelen , mientras que los polos opuestos se atraen.
El efecto de atracción y repulsión tiene que ver con las líneas de campo magnéticas . Las líneas de campo magnéticas exteriores suelen ir del polo Norte al polo Sur. Por lo tanto, cuando se acercan dos polos opuestos, estas líneas tienen a saltar de un polo a otro: tienden a pegarse . Y según sea la distancia entre los dos imanes esta atracción será mayor o menor. En cambio, cuando se acercan dos polos iguales, estas líneas de campos no tienden a saltar de un polo a otro, si no que se empiezan a comprimir hacia su propio polo. Cuando esta compresión es máxima, las líneas de campo tienden a expandirse , lo que provoca que los polos iguales de dos imanes no puedan acercarse y se repelan.
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1.5. Las propiedades magnéticas de la materia Las líneas de campo magnético atraviesan todas las sustancias. No se conoce ninguna sustancia que impida la penetración del campo magnético, pero no todas las sustancias
se comportan de la misma manera.
Según su comportamiento, los materiales se pueden clasificar de la siguiente manera:
1.5.1. Materiales ferromagnéticos Cuando a un material ferromagnético se le somete a un campo magnético este se magnetiza: se consigue un imán artificial. Este fenómeno se conoce como imantación. Una vez se aleja el imán del material magnético y según la intensidad de campo magnético aplicada, este puede quedarse imantado permanentemente o mantener sus propiedades magnéticas durante un periodo determinado de tiempo (imán temporal). El ferromagnetismo está presente en el cobalto, el hierro puro, en el níquel y en todas las aleaciones de estos tres materiales. Magnético por excelencia o fuertemente magnético. Atraído por la barra magnética. Paramagnético por encima de la temperatura de Curie(La temperatura de Curie del hierro metálico es aproximadamente unos 770 °C).Ejemplo: Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni), Acero suave.
1.5.2. Materiales paramagnéticos Los materiales paramagnéticos son aquellas sustancias, como el magnesio, el aluminio, el estaño o el hidrógeno, que al ser colocados dentro de un campo magnético se convierten en imanes y se orientan en la dirección del campo. En cesar el campo magnético desaparece el magnetismo inmediatamente y, por tanto, dejan de actuar como imanes. Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barra magnética.Ejemplo: Aire, Aluminio(Al), Paladio (Pd), Magneto Molecular.
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1.5.3. Materiales diamagnéticos Los materiales diamagnéticos son aquellas sustancias, como el cobre, el sodio, el hidrógeno, o el nitrógeno, que en ser colocadas dentro de un campo magnético, se magnetizan en sentido contrario al campo aplicado.
Diamagnético Material débilmente magnético. Si se sitúa una barra magnética cerca de él, esta lo repele.Ejemplo: Bismuto (Bi), Plata (Ag), Plomo (Pb), Agua.
Materiales magnéticos blandos: Los materiales magnéticos blandos son fácilmente imanables y desimanables. Ejemplos de materiales magnéticos blandos y sus aplicaciones. Aleaciones de Fe y Si, Vídrios metálicos Aleaciones de Fe y Ni. Materiales magnéticos duros Los materiales magnéticos duros se caracterizan por una
alta fuerza coercitiva Hc y una alta inducción magnética remanente Br. Ejemplos de materiales magnéticos duros Alnico, Aleaciones de las Tierras Raras.
1.6. La permeabilidad relativa El
hecho
de
que
los
materiales ferromagnéticos,
se
queden
imantados
permanentemente, y que tengan la propiedad de atraer y de ser atraídos con más intensidad que los paramagnéticos o diamagnéticos, es debido a su permeabilidad
relativa. Le permeabilidad relativa es el resultado del producto entre la permeabilidad
magnética y la permeabilidad de vacío (constante magnética).
La permeabilidad del vacío es una constante magnética cuyo valor es:
Para los materiales ferromagnéticos esta permeabilidad relativa tiene que ser muy superior a 1, para los paramagnéticos es aproximadamente 1, y para los diamagnéticos es inferior a 1. 6
1.7 LEYES DEL MAGNETISMO
La ley de Lorentz Establece que una partícula cargada q que circula a una velocidad v→ por un punto en el que existe una intensidad de campo magnético B→, sufrirá la acción de una fuerza F→ denominada fuerza de Lorentz cuyo valor es proporcional al valor de q, B→ y v→ se obtiene por medio de la siguiente expresión:
⋅
F=q v×B 1.7.1 Ley de Gauss para el campo magnético El campo magnético de una carga puntual posee la propiedad de que sus líneas de campo son circunferencias cerradas en torno a la línea de movimiento de la carga. Es decir, son líneas sin extremos, no como las del campo electrostático, que parten de las cargas positivas y mueren en las negativas.
∅=..× El campo debido a una corriente es superposición de los campos magnéticos de las cargas que lo componen. Por ello, sus líneas de campo tampoco tienen extremos. En el caso de un hilo rectilíneo y de una espira circular, el las líneas de campo son curvas cerradas. En el caso general pueden ser madejas muy complicadas, pero en cualquier caso sin extremos.
1.7.2 Ley de ampere La ley que nos permite calcular campos magnéticos a partir de las corrientes eléctricas es la Ley de Ampere. Fue descubierta por André - Marie Ampere en 1826 y se enuncia: La integral del primer miembro es la circulación o integral de línea del campo magnético a lo largo de una trayectoria cerrada, y:
∮.⃗ =μ0.I ()= 7
∅ () =
μ0 es la permeabilidad del vacío
dl es un vector tangente a la trayectoria elegida en cada punto
IT es la corriente neta que atraviesa la superficie delimitada por la trayectoria, y será positiva o negativa según el sentido con el que atraviese a la superficie.
1.7.3 LEY DE LENZ El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce. La Ley de Lenz plantea que los voltajes inducidos serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.
1.7.4 LEY DE FARADAY La ley de Faraday, descubierta por el físico del siglo XIX Michael Faraday. Esta relaciona la razón de cambio de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) a la magnitud de la fuerza electromotriz \mathcal{E}E inducida en la espira. La relación es La ley de Faraday de la inducción establece lo siguiente: La fem inducida en una espira cerrada es igual al negativo de la tasa de cambio del flujo magnético a través de la espira con respecto al tiempo.
∅ = − ; ∅ = .. × La fuerza electromotriz, o FEM, se refiere a la diferencia de potencial a través de la espira descargada (es decir, cuando la resistencia en el circuito es alta). En la práctica es a menudo suficiente pensar la FEM como un voltaje, pues tanto el voltaje y como la FEM se miden con la misma unidad, el volt. 8
LEY DE BIOT-SAVART
La ley de Biot-Savart indica el campo magnético creado por corrientes estacionarias. En el caso de corrientes que circulan por circuitos cerrados, la contribución de un elemento infinitesimal de longitud dl del circuito recorrido por una corriente I crea una contribución elemental de campo magnético, dB, en el punto situado en la posición que apunta el vector Ur a una distancia R respecto de dl , quien apunta en dirección a la corriente I:
Ecuaciones de maxwell
∮.= E stablece que la integral de superficie de B' sobre cualquier superficie cerrada siempre es igual a cero.
∮.=μ0(+) Esta ley establece que tanto la corriente de conducción iC como la corriente de desplazamiento, donde FE es el flujo eléctrico, actúan como fuentes del campo magnético:
∅ ∮.=− E stablece que un campo magnético cambiante o un flujo magnético inducen un campo eléctrico
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Conclusión:
En conclusión, el magnetismo fenómeno físico a el que ejerce fuerzas de atracción ante algunos objetos, el níquel, el cobalto el hierro y las aleaciones se les llama imanes. Que lo cual todo influye en el magnetismo porque es llama el campo magnético. Es una fuerza de la naturaleza, como así mismo lo es la gravedad. También la gravedad ase que se atraigan entre si, la fuerza del magnetismo proviene de cargas eléctricas. Los imanes tiene dos polos, el norte y el sur a su alrededor se creó un área llamada campo magnético.
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Bibliografía:
http://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#ixzz4sIg7MH GK http://www.monografias.com/trabajos94/el-magnetismo/elmagnetismo.shtml#ixzz4sIhp2BAr http://magnetofis221.blogspot.com/2009/07/materiales-y-sus-propiedadesmagneticas.html http://es.calameo.com/books/001521029a1b3ce3eee18 https://www.educ.ar/recursos/15282/propiedades-magneticas-de-losmateriales https://www.electronicafacil.net/tutoriales/Elementos-propiedades-influyenmagnetismo.php
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