ESCUELA PREPARATORIA OFICIAL ANEXA A LA NORMAL DE SULTEPEC
03 DE NOVIEMBRE DEL 2011
Magnetismo
Actividad: Síntesis
Materia: Física III
Modulo: Magnetismo
Maestro: Antonio Trujillo Hernández
Alumna: Lizbeth Santos González 3330
Bibliografías
Libro – Ing. Héctor Pérez Montiel Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.3° grado grupo: III
CICLO ESCOLAR
2011 – 2012
MAGNETISMO TERRESTRE
El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur) se debe a esta similitud.
Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna solo detectable con instrumentos especiales.
Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna solo detectable con instrumentos especiales.
La declinación es Este cuando el norte magnético está al este del norte geográfico, y es Oeste cuando el norte magnético está al oeste del norte geográfico. En España la declinación es Oeste.
La declinación varía de un lugar a otro. Dado que las variaciones no son muy grandes, se suele asumir una misma declinación para zonas geográficas próximas.
Inclinación. Dependiendo de la zona magnética del planeta en la que nos encontremos la aguja de nuestra brújula puede llegar a inclinarse sobre una superficie totalmente nivelada, hasta llegar a tocar el cristal protector y bloquearse. Este efecto es consecuencia directa de la curvatura de la tierra y de encontrarse en latitudes muy cercanas o alejadas del polo magnético.
Así pues, en latitudes cercanas al Polo Norte magnético, la aguja tenderá a bajar, mientras que en latitudes cercanas al polo sur, la aguja tenderá a subir.
Para solucionar este problema existe un tipo de brújulas llamadas de "Tipo Global", que lo corrigen.
TEORÍAS DEL MAGNETISMO
Existen varias teorías que tratan de explicar porque se magnetizan algunas sustancias.
Teoría del físico alemán Guillermo Weber (1804-1891), que establece que los metales magnéticos como el hierro, cobalto y níquel, están formados por innumerables imanes elementales muy pequeños. Antes de magnetizar cualquier trozo de alguno de estos metales, los diminutos imanes elementales están orientados al azar, es decir, en diferentes direcciones. Cuando se comienza a magnetizar algún trozo de estos metales, los imanes elementales giran hasta alinearse en forma paralela al campo que los magnetiza totalmente.
Dominios magnéticos, los cuales consisten en pequeños átomos imantados, alineados paralelamente entre sí. Unos dominios incrementan su tamaño por influencia cercana de otros hasta lograr la saturación y todos ellos quedan orientados. Los investigadores han encontrado materiales magnéticos que pueden alterar sus dominios, por lo cual los átomos imantados se alinean con el campo de su alrededor; esto resulta en la formación de imanes fuertes y permanentes, pues los dominios permanecen iguales aun después de que se ha retirado el campo magnetizante.
La teoría de los dominios permitió considerar la posibilidad de triturar un material magnético hasta darle la consistencia de polvo fino, en el que cada partícula constituyera un dominio. Al comprimir el polvo para darle cualquier forma o tamaño apropiado y moldearlo con plástico o hule, se le somete a la influencia de un campo magnético fuerte que orienta casi a todos los dominios en una sola dirección, con lo cual se forma un excelente imán que pude usarse en bandas magnéticas flexibles de múltiples usos.
MATERIALES MAGNÉTICOS
Las propiedades magnéticas de los materiales se clasifican siguiendo distintos criterios.
El comportamiento paramagnético se produce cuando el campo magnético aplicado alinea todos los momentos magnéticos ya existentes en los átomos o moléculas individuales que componen el material. Esto produce un momento magnético global que se suma al campo magnético. Los materiales paramagnéticos suelen contener elementos de transición o lantánidos con electrones desapareados. El paramagnetismo en sustancias no metálicas suele caracterizarse por una dependencia de la temperatura: la intensidad del momento magnético inducido varía inversamente con la temperatura. Esto se debe a que al ir aumentando la temperatura, cada vez resulta más difícil alinear los momentos magnéticos de los átomos individuales en la dirección del campo magnético.
Las sustancias ferromagnéticas son las que, como el hierro, mantienen un momento magnético incluso cuando el campo magnético externo se hace nulo. Este efecto se debe a una fuerte interacción entre los momentos magnéticos de los átomos o electrones individuales de la sustancia magnética, que los hace alinearse de forma paralela entre sí. En circunstancias normales, los materiales ferromagnéticos están divididos en regiones llamadas ‘dominios’; en cada dominio, los momentos magnéticos atómicos están alineados en paralelo. Los momentos de dominios diferentes no apuntan necesariamente en la misma dirección. Aunque un trozo de hierro normal puede no tener un momento magnético total, puede inducirse su magnetización colocándolo en un campo magnético, que alinea los momentos de todos los dominios. La energía empleada en la reorientación de los dominios desde el estado magnetizado hasta el estado desmagnetizado se manifiesta en un desfase de la respuesta al campo magnético aplicado, conocido como ‘histéresis’.
Un material ferromagnético acaba perdiendo sus propiedades magnéticas cuando se calienta. Esta pérdida es completa por encima de una temperatura conocida como punto de Curie, llamada así en honor del físico francés Pierre Curie, que descubrió el fenómeno en 1895. (El punto de Curie del hierro metálico es de unos 770 °C).
DENSIDAD DE FLUJO MAGNÉTICO
Una sola línea de fuerza equivale a la unidad del flujo magnético j en el sistema CGS y recibe el nombre de maxwell. Sin embargo, esta es una unidad muy pequeña de flujo magnético, por lo que en el sistema internacional se emplea una unidad mucho mayor llamada Weber y cuya equivalencia es la siguiente:
1 Weber = 1 x 108 maxwells
1 maxwell = 1 x 10-8 Weber
La densidad de flujo magnético en una región de un campo magnético es el número de líneas de flujo que pasan a través de una unidad de área perpendicular, en esa región.
Matemáticamente se expresa:
B= j/A \j= BA
Donde:
B= densidad del flujo magnético, se mide en Webers/ metro cuadrado (Wb/m2)
j= flujo magnético, su unidad es el Weber (Wb)
A = área sobre la que actúa el flujo magnético, se expresa en metros cuadrados (m2)
La densidad del flujo magnético también recibe el nombre de inducción magnética.
B = F (flujo) / A 1 (área) (2)
La unidad del flujo magnético en el SI es el weber (Wb). La unidad de densidad de flujo debe ser entonces webers por metro cuadrado, que se re define como tesla (T). Una antigua unidad que todavía se usa hoy es el gauss (G).
Permeabilidad magnética e intensidad de campo magnético.
En virtud de que la densidad de flujo B en cualquier región particular de un campo magnético sufre alteraciones originadas por el medio que rodea al campo, así como por las características de algún material que se interponga entre los polos de un imán, conviene definir dos nuevos conceptos: la permeabilidad magnética m y la intensidad del campo magnético H.
Permeabilidad magnética.
Fenómeno presente en algunos materiales, como el hierro dulce, en los cuales las líneas de fuerza de un campo magnético pasan con mayor facilidad a través del material de hierro que por el aire o el vacio. Esto provoca que cuando un material permeable se coloca en un campo magnético, concentre un mayor número de líneas de flujo por unidad de área y aumente el valor de la densidad del flujo magnético.
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