Magnetismo
Páginas: 17 (4035 palabras)
Publicado: 11 de mayo de 2014
EL CAMPO MAGNÉTICO
El fenómeno de magnetismo ya era conocido por los antiguos griegos, que habían observado que un mineral proveniente de Magnesia, atraía a los objetos de hierro. Ese mineral recibió posteriormente el nombre de magnetita, y es un óxido de hierro muy abundante en las arenas de nuestro litoral atlántico. Se sabe que ya en el siglo XII, se utilizaba un tipo de brújula en lanavegación. Pronto se observó que los cuerpos magnetizados presentaban siempre dos polos o regiones donde parecían dirigirse las fuerzas de atracción y repulsión y que estos polos eran opuestos. Esto se relacionó con la orientación que tomaban agujas imantadas, señalando aproximadamente la dirección norte-sur, y se les dio los nombres de polo norte y sur.
Siempre se sospechó que debía haber unarelación entre la electricidad y el magnetismo, pero esta relación sólo empezó a aclararse en la segunda década del s.XIX, con los experimentos de Oersted, Ampere, Faraday y otros.
Ampere propuso un modelo teórico del magnetismo todavía en vigencia: la fuente fundamental del magnetismo no es un polo magnético, sino una corriente eléctrica. Propuso que el magnetismo de un imán permanente esdebido a micro espiras de corriente dentro del material. Hoy se supone que estas espiras están asociadas al movimiento de los electrones dentro de los átomos. En 1860 Maxwell elaboró una teoría completa del electromagnetismo, demostrando que un campo eléctrico variable origina uno magnético y viceversa.
Fuerza sobre una carga en movimiento
Si en un punto existe un campo magnético B,-situación que puede comprobarse en forma independiente por la acción sobre una aguja magnética-, una carga q en movimiento, sufrirá en ese punto, la acción de una fuerza F que:
1) Es proporcional a la carga q y la dirección de la fuerza F es opuesta si el signo de la carga es opuesto.
2) Es proporcional a la componente de la velocidad v en la dirección perpendicular al campo B.
3) Es perpendiculartanto al campo B como a la velocidad v.
Si expresamos estos resultados experimentales mediante una expresión matemática:
O, ya que el símbolo , está indicando que se trata del producto vectorial entre v y B
Que no es otra cosa que la definición de B como intensidad de campo magnético, ya que
, lo podemos ver como la fuerza que
actúa sobre la carga unitaria, moviéndose avelocidad unitaria, perpendicularmente al campo.
Como dijimos, F tiene dirección perpendicular al plano definido por la velocidad y B. Su sentido puede definirse mediante reglas como la del tornillo o la mano derecha. Damos esta última.
En el Sistema Internacional, la unidad de B es el Tesla ( T ) y corresponde al campo magnético de intensidad tal que una carga de 1C, moviéndoseperpendicularmente con una velocidad de 1 m/s, recibe una fuerza de 1N.
Un Tesla es una unidad bastante grande. El campo magnético terrestre está en el orden de 10-4T, un imán permanente poderoso, produce en sus inmediaciones un campo magnético de algunas décimas de Tesla, mientras que un electroimán para aplicaciones especiales puede alcanzar decenas de Tesla. Es de uso común una unidad histórica llamadaGauss (G), diez mil veces más pequeña.
1G = 10-4 T
En forma similar a lo que se hace con el campo eléctrico, B puede representarse también mediante líneas. El campo magnético será tangente en todo punto a estas líneas y su densidad será proporcional a B.
Hay, sin embargo, dos diferencias muy importantes entre uno y otro caso.
Primero: La fuerza que actúa sobre una carga móvilno tiene la dirección de B, sino que es
perpendicular al mismo, tal como vimos.
Segundo: Las líneas de campo, a diferencia de las del campo eléctrico, forman circuitos
cerrados. No hay puntos en el espacio donde las líneas comiencen o terminen.
Se comprende que un conductor que transporta corriente, (ya que llamamos así a las cargas en movimiento) también sufrirá la acción...
El fenómeno de magnetismo ya era conocido por los antiguos griegos, que habían observado que un mineral proveniente de Magnesia, atraía a los objetos de hierro. Ese mineral recibió posteriormente el nombre de magnetita, y es un óxido de hierro muy abundante en las arenas de nuestro litoral atlántico. Se sabe que ya en el siglo XII, se utilizaba un tipo de brújula en lanavegación. Pronto se observó que los cuerpos magnetizados presentaban siempre dos polos o regiones donde parecían dirigirse las fuerzas de atracción y repulsión y que estos polos eran opuestos. Esto se relacionó con la orientación que tomaban agujas imantadas, señalando aproximadamente la dirección norte-sur, y se les dio los nombres de polo norte y sur.
Siempre se sospechó que debía haber unarelación entre la electricidad y el magnetismo, pero esta relación sólo empezó a aclararse en la segunda década del s.XIX, con los experimentos de Oersted, Ampere, Faraday y otros.
Ampere propuso un modelo teórico del magnetismo todavía en vigencia: la fuente fundamental del magnetismo no es un polo magnético, sino una corriente eléctrica. Propuso que el magnetismo de un imán permanente esdebido a micro espiras de corriente dentro del material. Hoy se supone que estas espiras están asociadas al movimiento de los electrones dentro de los átomos. En 1860 Maxwell elaboró una teoría completa del electromagnetismo, demostrando que un campo eléctrico variable origina uno magnético y viceversa.
Fuerza sobre una carga en movimiento
Si en un punto existe un campo magnético B,-situación que puede comprobarse en forma independiente por la acción sobre una aguja magnética-, una carga q en movimiento, sufrirá en ese punto, la acción de una fuerza F que:
1) Es proporcional a la carga q y la dirección de la fuerza F es opuesta si el signo de la carga es opuesto.
2) Es proporcional a la componente de la velocidad v en la dirección perpendicular al campo B.
3) Es perpendiculartanto al campo B como a la velocidad v.
Si expresamos estos resultados experimentales mediante una expresión matemática:
O, ya que el símbolo , está indicando que se trata del producto vectorial entre v y B
Que no es otra cosa que la definición de B como intensidad de campo magnético, ya que
, lo podemos ver como la fuerza que
actúa sobre la carga unitaria, moviéndose avelocidad unitaria, perpendicularmente al campo.
Como dijimos, F tiene dirección perpendicular al plano definido por la velocidad y B. Su sentido puede definirse mediante reglas como la del tornillo o la mano derecha. Damos esta última.
En el Sistema Internacional, la unidad de B es el Tesla ( T ) y corresponde al campo magnético de intensidad tal que una carga de 1C, moviéndoseperpendicularmente con una velocidad de 1 m/s, recibe una fuerza de 1N.
Un Tesla es una unidad bastante grande. El campo magnético terrestre está en el orden de 10-4T, un imán permanente poderoso, produce en sus inmediaciones un campo magnético de algunas décimas de Tesla, mientras que un electroimán para aplicaciones especiales puede alcanzar decenas de Tesla. Es de uso común una unidad histórica llamadaGauss (G), diez mil veces más pequeña.
1G = 10-4 T
En forma similar a lo que se hace con el campo eléctrico, B puede representarse también mediante líneas. El campo magnético será tangente en todo punto a estas líneas y su densidad será proporcional a B.
Hay, sin embargo, dos diferencias muy importantes entre uno y otro caso.
Primero: La fuerza que actúa sobre una carga móvilno tiene la dirección de B, sino que es
perpendicular al mismo, tal como vimos.
Segundo: Las líneas de campo, a diferencia de las del campo eléctrico, forman circuitos
cerrados. No hay puntos en el espacio donde las líneas comiencen o terminen.
Se comprende que un conductor que transporta corriente, (ya que llamamos así a las cargas en movimiento) también sufrirá la acción...
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