Magnetismo

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MAGNETISMO
La lista de las aplicaciones tecnológicas importantes del magnetismo es muy larga. Por ejemplo, se utilizan grandes electroimanes para elevar cargas pesadas. Los imanes se usan en aparatos como medidores, motores y altavoces. Las cintas magnéticasse emplean de ordinario en equipo de grabación de sonido y de video, y también para almacenar datos de computadora. Los campos magnéticos intensos normalmente se usan en dispositivos para obtener imágenes por resonancia magnética (MRI) a fin de explorar el cuerpo humano con mayor resolución y en forma más segura que con los rayos X.

Al investigar el magnetismo veremos que este tema no se puedeseparar de la electricidad. Por ejemplo, los campos magnéticos afectan las cargas en movimiento y las cargas en movimiento producen campos magnéticos. La fuente esencial de todos los campos magnéticos es la corriente eléctrica.

1. IMANES
La mayoría de las personas ha tenido experiencias con alguna forma de imán. Lo más probable es que usted esté familiarizado con los imanes de herradura dehierro comunes, con los cuales puede atraer objetos que contienen hierro, como clips y clavos. Comercialmente, se ofrecen diversos imanes, como los de la figura 1.

Fig. 1 Conjunto de imanes comercialmente disponibles. Los cuatro imanes pequeños y el imán grande de la izquierda están hechos de una aleación de hierro, aluminio y cobalto. Los otros imanes de herradura a la derecha, están hechos dediferentes aleaciones de níquel y acero. Los imanes rectangulares situados abajo a la derecha son cerámicos a base de hierro, níquel y óxido de berilio. (Cortesía de Central Scientific Com-pany)

En la presentación que sigue, supondremos que los imanes tienen la forma de una barra. Los objetos de hierro son atraídos más fuertemente hacia los extremos de los imanes de barra,

ELH

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llamados polos. Un extremo se llama polo norte y el otro polo sur. Los nombres provienen del

comportamiento de un imán en presencia del campo magnético terrestre. Si un imán de barra se suspende en su parte media con un trozo de cuerda, de manera que cuelguelibremente en un plano horizontal, girará hasta que su polo norte apunte hacia el norte y su polo sur apunte hacia el sur. La misma idea se usa para construir una brújula simple.

Los polos magnéticos también ejercen fuerzas de atracción o repulsión entre sí similares a las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. En realidad, experimentos sencillos realizados con dos imanes de barra muestran quelos polos iguales se repelen entre sí y los polos diferentes se atraen entre sí. A pesar de que la fuerza entre dos polos magnéticos es similar a la de la fuerza entre dos cargas eléctricas, hay una diferencia importante entre los fenómenos eléctricos y los magnéticos. Las cargas eléctricas se pueden aislar (lo prueban el protón y el electrón), lo cual no se puede hacer con los polos magnéticos.De hecho, no importa cuántas veces se corte un imán permanente, cada pieza siempre tiene un polo norte y un polo sur. Por lo tanto, los polos magnéticos siempre se presentan en pares norte-sur. Hay cierta base teórica para la especulación de que puedan existir en la naturaleza monopolos magnéticos (polo norte o polo sur aislados), y los intentos por detectarlos normalmente son un activo campo deinvestigación experimental. Sin embargo, ninguno de dichos intentos ha tenido éxito.

Otra similitud entre los efectos eléctricos y magnéticos se refiere a los métodos para producir imanes. Cuando dos materiales, tales como caucho y lana se frotan entre sí, cada uno queda cargado, uno positiva y el otro negativamente. De manera un tanto análoga, un trozo de hierro no magnetizado se puede...