Campo Magnético

Definición: Distribucion de la energía magnética en el espacio creado por un imán o un flujo de corriente.

En esta imagen se ve el campo magnético formado por un iman recto, todas estas lineas son formadas por limadura de hierro, para asi comprender como es el campo de este imán.

Aquí podemos ver como son las lineas del campo magténico cuando se ponen dos imanes a una distancia con polos dsitintos

En este caso podemos apreciar las lineas del campo magnetico
cuando acercamos dos imanes pero con sus extremos del mismo polo

Este es el caso de un alambre por el cual pasa una corriente produciendo un campo magnético.
El alambre esta situado perpendicularmente a la superficie.

Campo Magnético

A partir de la ley de fuerzas se puede definir un campo magnético $\vec B(\vec r)$ , con el propósito de representar el efecto de una corriente sobre otra. Usando la ley de Biot-Savart, definimos

$\begin{displaymath} d\vec B_2 (\vec r_1) = \frac{\mu_0 I_2 }{4\pi} \frac{ d\vec ... ...\wedge(\vec r_1-\vec r_2) }{ \vert \vec r_1-\vec r_2\vert^3 } \end{displaymath}$

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con esto, la fuerza magnética se escribe como

$\begin{displaymath} \vec F_{21} = \int_{c_1} I_1 d\vec l_1 \wedge \vec B_2 (\vec r_1), \end{displaymath}$

donde $\vec B_2(\vec r)$ es - por definición- el campo magnético producido por el circuito c₁ en el punto $\vec r$ .

$\begin{displaymath} \vec B(\vec r) = \frac{\mu_0 I }{4\pi} \int_c \frac{d\vec l\wedge(\vec r-\vec r')}{\vert \vec r-\vec r'\vert^3}. \end{displaymath}$

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De esta manera, al igual que hicimos en el caso electrostático, no estudiaremos la fuerza total que un circuito ejerce sobre otro, sino solamente la fuerza por unidad de longitud (y corriente); esta cantidad es la que llamamos el campo magnético $\vec B(\vec r)$ .

**Figure 6.3:** Geometría del campo magnético. La regla de la mano derecha.
$\begin{figure} \centering \includegraphics {cap06-03.ps} \end{figure}$

Nota: En MKSA, el campo magnético se mide en Tesla, que equivale a 1 Tesla = 1 Newton/(A m) = 1 Weber/m².

¿CÓMO GENERA LA TIERRA SU CAMPO MAGNETICO?

El núcleo terrestre es líquido. Se trata de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira, dicho magma también lo hace, aunque no de manera uniforme. Una rotación no uniforme de un material conductor crea una dínamo, y es ella la que da lugar al campo magnético terrestre, que presenta un polo Norte y un polo Sur. En algunos momentos se han intercambiado: el polo Norte ha pasado a ser el polo Sur y viceversa.

El campo magnético terrestre

La Tierra posee un poderoso campo magnético, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres.Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Cada 960 años, las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. El campo magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año.

La Tierra tiene un campo magnético con polos Norte y Sur. El campo magnético de la Tierra alcanza hasta 36 000 millas en el espacio; El campo magnético de la Tierra está rodeado por una región llamada la magnetosfera. La magnetosfera previene que la mayoría de las partículas del Sol, que se trasladan con el viento solar, choquen contra la Tierra.

MAGNETISMO

El magnetismo es la propiedad que poseen ciertas sustancias o elementos de atraer o adherirse a otras sustancias, como el hierro, acero y otros metales. Todo elemento que posee magnetismo propio es llamado IMAN.

TIPOS DE IMANES:

-Naturales -Artificiales (permanentes un cierto tiempo) -Electroimanes

POLOS MAGNETICOS: Son los extremos del imán y es donde está concentrado todo su poder de atracción. En la zona neutral, la fuerza de atracción es prácticamente nula.

ATRACCION Y REPULSION ENTRE IMANES: Si aproximamos 2 imanes tratando de unir sus polos, pueden ocurrir 2 cosas distintas, se atraen o se rechazan, todo depende de los polos o puntas que enfrenten. Ocurre que los polos de un imán no tienen iguales características, si por ejemplo suspendemos un imán mediante un hilo desde la zona neutra, se observa que toma una determinada posición geográfica. Un extremo o polo quedará siempre indicando hacia el norte de la tierra y por supuesto, el extremo opuesto indicará el polo sur.

El extremo del imán que indica hacia el norte de la tierra, queda denominado por esa causa como polo norte del imán, el extremo opuesto se llamará lógicamente polo sur. Los polos magnéticos de igual nombre se rechazan y polos magnéticos de distinto nombre se atraen.

LINEAS DE FUERZA: Las líneas de fuerza son la ruta que describen de norte a sur la energía de los polos de un imán. El sentido de las líneas de fuerza de un imán es de norte a sur, expresándole de otra forma las líneas de fuerza salen del polo norte y llegan al polo sur del iman.

CAMPO MAGNÉTICO: Es todo el espacio, donde actúan las líneas de fuerza magnética. Las líneas de fuerza representan la energía de] campo magnético del imán.

FLUJO MAGNÉTICO: Expresa la cantidad total de líneas de fuerza que salen por el polo de un imán, la unidad de flujo magnético es el Maxwell.

PERMEABILIDAD MAGNÉTICA: Es la facilidad con que las líneas de fuerza magnéticas se pueden propagar por un material cualquiera.

MATERIALES FERROMAGNETICOS: Son los materiales que presentan mayor facilidad al paso de las líneas de fuerza, concentrándolas en su desplazamiento. Los materiales ferromagnéticos más comunes son los derivados del hierro, acero, níquel, cobalto, etc.

MATERIALES PARAMAGNÉTICOS: Son los materiales que presentan mediana facilidad al desplazamiento de las líneas de fuerza tales como aluminio, platino, cromo, etc.

MATERIALES DIAMAGNÉTICOS: Son los materiales que repelen a las líneas de fuerza, por ejemplo el agua.

MATERIALES AMAGNÉTICOS: Son aquellos materiales que no tienen acción alguna sobre las líneas de fuerza, también reciben el nombre de indiferentes, por ejemplo, bronce, maderas, fibra, etc.

Breve Historia del Magnetismo

Los fenómenos magnéticos son conocidos desde épocas remotas cuando los griegos observaban que ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue el griego Tales de Mileto [625 - 545 a. C.]. Luego se sabe que los chinos dieron ciertos avances en el estudio del magnetismo como lo fue el científico Shen Kua (1031-1095) que escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación. Así en adelante se sabe de algunos descubrimientos en esta materia, pero debemos saltar hacia donde principalmente ocurre la "acción". A finales del siglo XVIII y principios del XIX comenzaron, curiosamente, la invertigación simultánea de las teorías de electricidad y magnetismo. Con lo que destacamos a científicos como Hans Oersted (1777 - 1851), quien describió cierta relación entre la electricidad y el magnetismo. También está el francés André Marie Ampére (1775 - 1836) seguido por el físico francés Dominique François (1786 - 1853) quienes profundizarán en dicho campo. El científico británico Michael Faraday (1791 - 1867) descubrió importantes hallazgos sobre el movimiento de un imán que se encuentra cercano a una corriente eléctrica.
Quién finalmente unió exitosamente ambas teorías fue el físico británico James Maxwell (1831 - 1879), que predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno electromagnético. Información que fue útil, además para Albert Einstein (1879 - 1955), en su famosa teoría de la relatividad espacial.
Sucesos que dieron pie a lo que hoy conocemos como magnetismo y con lo que se sigue trabajando y avanzando en la fisica del siglo XX y XXI.

Campo Magnetico