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BOBINAS DE HELMHOLTZ
DAVID GALLEGO CORREA
ALEJANDRO OSPINA
BOBINAS DE HELMHOLTZ
• Desde hace tiempo es conocido que una corriente
eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. En
el interior de la materia existen pequeñas corrientes
cerradas debidas al movimiento de los electrones que
contienen los átomos, cada una de ellas origina un
microscópico imán o dipolo. Cuando estos pequeños
imanes están orientados en todas direcciones sus
efectos se anulan mutuamente y el material no presenta
propiedades magnéticas; en cambio si todos los imanes
se alinean actúan como un único imán y en ese caso se
dice que la sustancia se ha magnetizado.
• Imantar un material es ordenar sus imanes atómicos.
• El magnetismo es producido por imanes naturales o
artificiales. Además de su capacidad de atraer metales,
tienen la propiedad de polaridad. Los imanes tienen dos
polos magnéticos diferentes llamados Norte o Sur. Si se
enfrentan los polos Sur de dos imanes estos se repelen,
y si se enfrentan el polo sur de uno, con el polo norte de
otro se atraen. Otra particularidad es que si los imanes
se parten por la mitad, cada una de las partes tendrá los
dos polos. Cuando se pasa una piedra imán por un
pedazo de hierro, éste adquiere a su vez la capacidad
de atraer otros pedazos de hierro.
• La atracción o repulsión entre dos polos
magnéticos disminuye a medida que aumenta el
cuadrado de la distancia entre ellos.
• Se da entonces el concepto de campo
magnético, lo cual es la región del espacio en la
que se manifiesta la acción de un imán.
• Un imán atrae pequeños trozos de limadura de
hierro, níquel y cobalto, o sustancias
compuestas a partir de estos metales
(ferromagnéticos).
• Sin embargo, es necesario conocer los tipos de
materiales para entender este comportamiento:
• Son muy usados para este tipo de trabajos los
magnéticos, substancias que, introduciéndolas en un
campo exterior cambian de manera que se convierten
en fuentes de un campo magnético complementario. La
inducción total del campo magnético es igual a la suma
de inducciones del campo magnético exterior y el campo
magnético, originado por el magnético. La variación del
estado del magnético, influido por el campo magnético,
debido a lo cual el propio magnético se convierte en una
fuente del campo magnético, se denomina imanación
del magnético.
• Los magnéticos se dividen en substancias: dia-,
para-, ferro-, ferri- magnéticas.
• Al introducir el cuerpo en un campo magnético
exterior, en las moléculas y los átomos el
movimiento de los electrones cambia de tal
manera, que se forma de modo determinado
una corriente circular sumaria y orientada que
se caracteriza por el momento magnético.
Puede decirse que, siendo introducidas en el
campo magnético, las moléculas reciben un
momento magnético inducido. Las moléculas se
convierten en fuentes de un campo
complementario, cuya inducción de define por
• El movimiento de electrones en las
moléculas puede ser tal, que las
moléculas poseen momento magnético en
ausencia del campo magnético, o sea, las
moléculas poseen un momento magnético
permanente.
• Las substancias, cuyas moléculas poseen
momentos magnéticos permanentes, se
denominan paramagnéticas. Los
momentos magnéticos de los átomos
surgen debido a dos factores:
• - Al movimiento orbital de los electrones. El
momento magnético orbital total del átomo es la
suma de los momentos magnéticos orbitales de
electrones aislados.
• - A la presencia de momento magnético propio
en cada electrón, relacionado con el spin, es
decir, de un momento mecánico propio del
electrón.
• Algunos de estos materiales se mantienen
imantados por poco, mucho tiempo o
permanentemente. Esta capacidad de
mantenerse imantado, se llama retentividad. Un
imán permanente está hecho de un material con
alta retentividad.
• Otra característica de un imán permanente es
su capacidad de mantener su imantación en
presencia de un campo magnético exterior.
• Lo opuesto a la imantación se llama resistencia
magnética. Lo opuesto a la resistencia
magnética se llama permeabilidad (facilidad con
que un material es imantado).
• La dependencia del campo magnético (B) de la
estructura molecular del material en que reside,
lleva a definir la intensidad de campo magnético
(H) producida por un campo exterior, como si
fuera aplicada en el vacío.
• La relación entre B y H está dada por la
permeabilidad del material al cual se aplica el
campo magnético:
• B = uH
(2)
• Par la mayoría de los materiales u es constante,
pero esta característica no es cierta para los
materiales ferromagnéticos.
• La imantación se transmite a distancia y por
contacto directo. La región del espacio que
rodea a un imán y en la que se manifiesta las
fuerzas magnéticas se llama campo magnético.
• Las líneas del campo magnético revelan la
forma del campo. Estas líneas emergen de un
polo, rodean el imán y penetran por el otro polo.
• Fuera del imán, el campo esta dirigido del
polo norte al polo sur. La intensidad del
campo es mayor donde están mas juntas
las líneas (la intensidad es máxima en los
polos).
• El magnetismo esta muy relacionado con
la electricidad. Una carga eléctrica esta
rodeada de un campo eléctrico, y si se
esta moviendo, también de un campo
magnético. Esto se debe a las
“distorsiones” que sufre el campo eléctrico
al moverse la partícula.
• El campo eléctrico es una consecuencia
relativista del campo magnético. El movimiento
de la carga produce un campo magnético.
• En un imán de barra común, que al parecer esta
inmóvil, esta compuesto de átomos cuyos
electrones se encuentran en movimiento
(girando sobre su orbita. Esta carga en
movimiento constituye una minúscula corriente
que produce un campo magnético. Todos los
electrones en rotación son imanes diminutos.