Electromagnetismo

Electrotecnia

Tema 4: Electromagnetismo

TEMA 4 ELECTROMAGNETISMO IV.1 Magnetismo e imanes IV.2 Electroimanes IV.3 Flujo magnético IV.4 Fuerza magnética IV.5 Inducción electromagnética IV.6 Autoinducción Cuestiones

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IV.1 MAGNETISMO E IMANES
Existen determinados cuerpos que son capaces de atraer a algunos metales, en especial al hierro. Aestos cuerpos, que tienen propiedades magnéticas, los llamamos imanes. Los imanes se clasifican según su comportamiento en: - Temporales: Si pierden sus propiedades magnéticas apenas cesa la causa que produjo su imanación, como el hierro dulce. Se utilizan para crear electroimanes empleados en timbres, grúas,… - Permanentes: Si no pierden sus propiedades magnéticas apenas cesa la causa queprodujo su imanación, como el acero, titanio o cobalto. Se utilizan en la construcción de generadores, motores, instrumentos de medida, brújulas,… Una forma sencilla de crear un imán es acercando un cuerpo de material imantable (como el hierro, cobalto o níquel), a otro imán. En este caso, la causa que produjo la imanación es otro imán. Las propiedades más importantes de los imanes son: - El podermagnético de los imanes está concentrado en los polos. Al centro del imán lo llamamos línea neutra, y carece de poder magnético. - Todos los imanes tiene dos tipos de polos, polo norte y polo sur. - No es posible separar los polos de un imán, si rompemos un imán por su línea neutra, se crean dos nuevos imanes. - Se crean fuerzas repulsivas entre polos del mismo tipo, y fuerzas atractivas en polos dedistinto tipo. - Estas fuerzas son proporcionales al poder magnético de los imanes y disminuyen con el cuadrado de la distancia. Un ejemplo de este tipo de fuerzas es el caso de la brújula. La Tierra se comporta como un inmenso imán, y la brújula no es más que otro imán. Así, en ausencia de otro imán cercano que perturbe a la brújula, ésta siempre se orienta hacia el norte. Las fuerzas entre imaneslas llamamos fuerzas magnéticas, y son fuerzas a distancia. Para explicar cómo se transmiten estas fuerzas recurrimos al concepto de campo magnético. Definimos el campo magnético como la perturbación que éste produce alrededor suyo, y es la causa de las fuerzas que aparecen sobre los imanes. El campo magnético se representa mediante líneas de fuerzas o líneas de inducción magnética, estas líneassalen del polo norte y entran al imán por el polo sur. La intensidad de la inducción magnética o campo magnético se representa por la letra B y se mide en Teslas (T). 2

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Una forma sencilla de conocer la dirección y sentido de un campo magnético en una región del espacio es colocando un imán es esa región, y observar hacia donde se orienta, tal y comohace un brújula. Vamos a estudiar ahora cómo se comportan las sustancias en presencia de campo magnético, para ello hemos de analizar el comportamiento magnético a nivel atómico. Todos los átomos son como pequeños imanes, que están orientados aleatoriamente dentro de un cuerpo, por eso el efecto magnético global es nulo. Pero en presencia de un campo magnético externo, estos tenderán a girar sobresí mismos y orientarse en el sentido de las líneas de inducción de este campo. Sin embargo, no todos los materiales permiten a los átomos reorientar su campo magnético libremente. A los materiales que apenas permiten esta reorientación los llamamos paramagnéticos o diamagnéticos si incluso se oponen a esta reorientación. En cambio, a los materiales que permiten reorientarse libremente a losátomos los llamamos ferromagnéticos. Por tanto, que los materiales ferromagnéticos al reorientar sus átomos se acaban de convertir en otro imán. Y de entre estos materiales ferromagnéticos, tenemos los que una vez desaparecido el campo magnético externo, se vuelven a reorientar aleatoriamente (imanes temporales) y los que permanecen con esta orientación (imanes permanentes). Para clasificar las...