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MAGNETISMO

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PRESENTACION DEL MAGNETISMO

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  • 1. El magnetismo es un fenómeno físico por el quelos objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedadesmagnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto ysus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos losmateriales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia deun campo magnético.El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmentecomo uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, comopor ejemplo, la luz.
  • 2. Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán.Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientadosaleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casi todos loselectrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerzamagnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que esténorientados.Además del campo magnético intrínseco del electrón, algunas veces hay quecontar también con el campo magnético debido al movimiento orbital delelectrón alrededor del núcleo. Este efecto es análogo al campo generado poruna corriente eléctrica que circula por una bobina. De nuevo, en general elmovimiento de los electrones no da lugar a un campo magnético en elmaterial, pero en ciertas condiciones los movimientos pueden alinearse yproducir un campo magnético total medible.El comportamiento magnético de un material depende de la estructura delmaterial y, particularmente, de la configuración electrónica.
  • 3. - Piedras «Magnesia y Magnet» (de magnesiaco, magnetismo,magnetizar) del gr. magnees (tierra, metal y oxido) procedentesde magneesia ciudad de Tesalia.- Imán, del griego, adamas, adamantos (diamante, acero) de «a» (privativa,prefijo de contariedad o de negación) y damaoo (quemar).- Del latín magnes, -ētis, imán.- Estas piedras eran también conocidas desde antiguo como «piedrascalamitas» llamadas vulgarmente en Europa «yman» o «magnete, ematitesiderita y heraclion».
  • 4. Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos mexicas. Se diceque por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en AsiaMenor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían elhierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas sedenominaron imanes naturales.El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales deMileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C. En China, la primerareferencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C.titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o esatraída por éste». La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece enun trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a laaguja».
  • 5.  Campos y fuerzas magnéticas  Dipolos magnéticos Dipolos magnéticos atómicos  Monopolos magnéticos
  • 6. El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, porejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campomagnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas queestán en el campo.Para una aproximación excelente las ecuaciones de Maxwell describen elorigen y el comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Porlo tanto el magnetismo se observa siempre que partículascargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimientode electrones en una corriente eléctrica o en casos delmovimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estastambién aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de losefectos cuánticos, por ejemplo del spin de la mecánica cuántica
  • 7. Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en lanaturaleza, un dipolo. Éste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombresse deben a que antes se usaban los magnetos como brújulas, que interactuabancon el campo magnético terrestre para indicar el norte y el sur del globo.Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se estabilizan conconfiguraciones de menor energía. Por lo tanto, cuando se encuentra en uncampo magnético, un dipolo magnético tiende a alinearse sólo con unapolaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible ydisminuye la energía recolectada en el campo al mínimo. Por ejemplo, dosbarras magnéticas idénticas pueden estar una a lado de otra normalmentealineadas de norte a sur, resultando en un campo magnético más pequeño yresiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma dirección.La energía requerida para reorientarlos en esa configuración es entoncesrecolectada en el campo magnético resultante, que es el doble de la magnituddel campo de un magneto individual.
  • 8. La causa física del magnetismo en los cuerpos, distinto a la corriente eléctrica,es por los dipolos atómicos magnéticos. Dipolos magnéticos o momentosmagnéticos, en escala atómica, resultan de dos tipos diferentes del movimientode electrones. El primero es el movimiento orbital del electrón sobre su núcleoatómico; este movimiento puede ser considerado como una corriente de bucles,resultando en el momento dipolar magnético del orbital. La segunda, más fuerte,fuente de momento electrónico magnético, es debido a las propiedadescuánticas llamadas momento de spin del dipolo.El momento magnético general de un átomo es la suma neta de todos losmomentos magnéticos de los electrones individuales. Por la tendencia de losdipolos magnéticos a oponerse entre ellos se reduce la energía neta. En unátomo los momentos magnéticos opuestos de algunos pares de electrones secancelan entre ellos, ambos en un movimiento orbital y en momentosmagnéticos de espín.
  • 9. Puesto que un imán de barra obtiene su ferromagnetismo de los electronesmagnéticos microscópicos distribuidos uniformemente a través del imán, cuandoun imán es partido a la mitad cada una de las piezas resultantes es un imán máspequeño. Aunque se dice que un imán tiene un polo norte y un polo sur, estosdos polos no pueden separarse el uno del otro. Un Monopolos -si tal cosa existe-sería una nueva clase fundamentalmente diferente de objeto magnético. Actuaríacomo un polo norte aislado, no atado a un polo sur, o viceversa. Los Monopolosllevarían "carga magnética" análoga a la carga eléctrica. A pesar de búsquedassistemáticas a partir de 1931 Milton menciona algunos eventos no concluyentes yaún concluye que "no ha sobrevivido en absoluto ninguna evidencia deMonopolos magnéticos".
  • 10. Tipos de materiales magnéticosExisten diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos, siendolos principales el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo.En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomoes tal, que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sinembargo, si el material se introduce en un campo inducido, la sustancia adquiereuna imantación débil y en el sentido opuesto al campo inductor.Si se sitúa una barra de material diamagnético en el interior de un campomagnético uniforme e intenso, esta se dispone transversalmente respecto deaquel.Los materiales paramagnéticos no presentan la anulación global de efectosmagnéticos, por lo que cada átomo que los constituye actúa como un pequeñoimán. Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general, arbitraria, y elefecto global se anula.
  • 11. Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un materialmagnético como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estarencendido o apagado, por ejemplo, las grandes grúas para levantar chatarra de automóviles.Para el caso de corriente eléctrica se desplazan a través de un cable, el campo resultante sedirige de acuerdo con la "regla de la mano derecha." Si la mano derecha se utiliza como unmodelo, y el pulgar de la mano derecha a lo largo del cable de positivo hacia el ladonegativo, entonces el campo magnético hace una recapitulación de todo el cable en ladirección indicada por los dedos de la mano derecha. Como puede observarsegeométricamente, en caso de un bucle o hélice de cable, está formado de tal manera que elactual es viajar en un círculo, a continuación, todas las líneas de campo en el centro delbucle se dirigen a la misma dirección, lo que arroja un magnética dipolo cuya fuerza dependede la actual en todo el bucle, o el actual en la hélice multiplicado por el número de vueltas dealambre. En el caso de ese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la direccióndel flujo de corriente convencional, el pulgar apuntará en la dirección correspondiente alpolo norte del dipolo.
  • 12. Un imán permanente conserva su magnetismo sin un campomagnético exterior, mientras que un imán temporal sólo esmagnético, siempre que esté situado en otro campo magnético.Inducir el magnetismo del acero en los resultados en un imán dehierro, pierde su magnetismo cuando la inducción de campo seretira. Un imán temporal como el hierro es un material adecuadopara los electroimanes. Los imanes son hechos por acariciar con otroimán, la grabación, mientras que fija en un campo magnéticoopuesto dentro de una solenoide bobina, se suministra con unacorriente directa. Un imán permanente puede ser la remoción de losimanes de someter a la calefacción, fuertes golpes, o colocarlodentro de un solenoide se suministra con una reducción de corrientealterna.
  • 13.  Tesla [T] = unidad de campo magnético. Weber [Wb] = unidad de flujo magnético. Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos.