Propiedades magneticas de la materia y ferromagnetismo

Introducción

La fuerza magnética es una de las fuerzas fundamentales en la naturaleza ,es producida por cargas en movimiento(corrientes ) o por materiales magnéticos, el hecho de que cargas en movimiento produzcan una fuerza magnética es el origen del electromagnetismo el cual relaciona los fenómenos eléctricos con los magnéticos y cuyas teorías unificó maxwell en sus ecuacionesdescubriendo la existencia de las ondas electromagnéticas e identificando la luz como un fenómeno electromagnético ,los efectos del magnetismo en la materia se han utilizado para estudiar su estructura atómica mas a fondo ;uno de los fenómenos más observables del magnetismo es la fuerza de repulsión o de atracción entre materiales magnéticos como el hierro.
El magnetismo ha sido conocido desde hace siglosdesde que se observaron las propiedades de la magnetita o piedra imán.
La brújula empezó a utilizarse alrededor del año 1300 para propósitos de navegación ,después de esto estudiosos descubrieron que la tierra se comporta como un gran imán ,también se descubrió que la atracción o repulsión entre dos polos magnéticos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos luegoCharles de coulomb confirmó esta observación al medir las fuerzas entre las cargas eléctricas .
Entre los siglos xv||| y x|x se investigaron las teorías del magnetismo y paralelamente a esta la de la electricidad ,notaron por ejemplo que una aguja magnética puede ser desviada por una corriente fue entonces cuando surgió la percepción de la relación entre electricidad y magnetismo ,luego faradayobservó en uno de sus experimentos que un campo magnético (producido por el movimiento de un imán )induce una corriente en un cable pero también fue observado por Oersted lo contrario :una corriente produce un campo magnético ,después de estos hallazgos maxwell unificaría las teorías de la electricidad y el magnetismo en sus ecuaciones :
-Ley de gauss:
∇ ⃗.E ⃗=1/ϵ_0 ρ o en forma integral:∮▒〖E ⃗.ds ⃗ 〗=(q(t))/ϵ_0
El flujo de campo eléctrico (E ) ⃗ que atraviesa una superficie es proporcional a la carga neta encerrada por la superficie


-Inexistencia de monopolos :
∇ ⃗.B ⃗=0 o en forma integral: ∮▒〖B ⃗.ds ⃗ 〗=0
Relaciona el campo magnético B ⃗ que atraviesa una superficie A con la carga magnética contenida en la superficie y afirma que la carga enla superficie es nula ,o, sea que no hay cargas como en el campo eléctrico o fuentes escalares para el campo magnético (monopolos).


- Ley de ampere
∇ ⃗×B ⃗=μ_0 (j ⃗+ϵ_0 ∂E/∂t) o en forma integral:
∮▒〖B.dr=μ_0 [I(s)+ϵ_0 (∂E ⃗)/∂t.ds ⃗]〗=μ_0 I_enc
μ_0:permeabilidad del espacio vacio,
j ⃗ ∶densidad de corriente
Esta ley indica cuales son las fuentes del campo magnético(vectoriales), el termino sumado a la densidad de corriente es llamado corriente de desplazamiento y como se observa está relacionado con la variación del campo eléctrico ,sólo se le denomina corriente porque tiene las mismas unidades de la densidad de corriente, pero en realidad no representa cargas en movimiento.

- Ley de Faraday:
∇ ⃗×E ⃗=-(∂B ⃗)/∂t o en forma integral:∮_γs▒E ⃗ .dr ⃗=-d/dt ∫_s▒〖B⃗.ds ⃗ 〗
Esta ley nos habla de cómo se genera un campo eléctrico a partir de sus fuentes vectoriales, las variaciones en el flujo magnético producen líneas de campo eléctrico (llamadas líneas de Faraday) que forman circuitos contenidos en la dirección perpendicular,es la contribución del campo eléctrico ,el cual si es generado por cargas.



Biot, Savart y Ampere relacionaron el campo magnéticocon la corriente y establecieron la ley de la fuerza entre una corriente y otra :si dl es un elemento de longitud cuya dirección apunta en la dirección del flujo de corriente de un alambre que lleva corriente I y x es la coordenada del vector desde el elemento de longitud dl a un punto de observación P entonces el elemento de densidad de flujo magnético d(B ) ⃗en P es:
dB ⃗=kl...