Download ferromagnéticas. Su nombre deriva

Introducción
El
magnetismo
es
la
propiedad que tienen algunos
materiales de atraer al hierro y a
otras
sustancias
llamadas
ferromagnéticas. Su nombre deriva
de Magnesia, ciudad antigua donde
se encontró un mineral con altas
propiedades magnéticas. Se cree
que su descubridor fue el filósofo
Tales de Mileto.
Piedra mineral de magnetita
Las propiedades de estos materiales y sobre todo la interacción entre
campos magnéticos y circuitos eléctricos, supusieron una revolución industrial y
tecnológica, dando lugar a motores eléctricos, generadores de energía eléctrica
y un sin fin más de artilugios. Sin ellos, hoy el mundo no sería como lo
conocemos.
Contenidos generales
1.- Campo magnético. Magnitudes fundamentales
Los imanes naturales son cuerpos formados por minerales que poseen
magnetismo. Las fuerzas de interacción magnética de los imanes son más
importantes en las zonas denominadas “polos” (norte y sur) cuyo
comportamiento magnético es opuesto: polos de signo contrario se atraen,
polos de signo opuesto se repelen (fig. 1). No es posible aislar un polo; al
dividir un imán en dos partes, cada una de ellas se comporta como un nuevo
imán, con sus polos N y S respectivos.
Fig 1.- Atracción-repulsión magnética
Las fuerzas de origen magnético pueden suponerse derivadas de la
existencia de un campo magnético en las proximidades del imán. La región del
espacio invadida por el campo se representa mediante líneas de fuerza, que
van del polo N al S por el exterior del imán y del polo S al N por el interior (fig.
2).
Fig 2.- Líneas de fuerza del campo magnético
Las magnitudes fundamentales del campo magnético son:
•
Flujo magnético ( φ ): magnitud proporcional al número de líneas de
fuerza que atraviesan una superficie concreta (fig. 3). Se mide en
webers [Wb]. Por convenio, 1 weber equivale a 108 (100 millones) de
líneas de fuerza.
•
Inducción magnética (B): magnitud que indica la densidad de líneas de
fuerza del campo magnético, cuya unidad es la tesla [T].
Fig.3.- Líneas de fuerza atravesando una superficie
La relación matemática entre estas magnitudes, si el campo magnético es
perpendicular a la superficie es:
φ = B∗S
(1)
donde:
φ : flujo magnético en (Wb)
B : inducción magnética en (T)
S : área de la superficie en (m 2 )
La inducción magnética (B) también se llama densidad de flujo, porque
indica si un campo magnético presenta muchas o pocas líneas de fuerza. Se
tiene que
B=
φ
S
⇒
1[T ] =
1[Wb] 10 8 [líneas de fuerza ]
=
1 m2
1 m2
[ ]
[ ]
 líneas de fuerza 
1[T ] = 10 8 

m2

Por tanto un campo de 1 tesla, presenta 100 millones de líneas de fuerza
atravesando una superficie de 1 m2.
En la práctica, se consiguen campos máximos de 1,8 (T) en aceleradores de
partículas, lo cual nos indica que 1(T) es un campo enorme en la mayoría de
aplicaciones de ingeniería.
La brújula (fig. 4 )
La tierra presenta un campo
magnético
cuyo
polo
norte
magnético está en el sur geográfico
y el sur magnético en el norte
geográfico (fig. 5 ). La brújula es un
imán natural capaz de girar respecto
a un eje, que debe orientar su polo
norte con el polo sur del campo
magnético
terrestre
(norte
geográfico). De esta forma, la
brújula apunta siempre al norte
terrestre.
Fig 4.- Brújula
Fig 5.-Campo magnético terrestre. La tierra es un imán
Actividad 1
Se tiene una superficie de 2 (m2) perpendicular a un campo magnético
de 0,25 (T) de inducción. Determinar:
1.1.- El flujo magnético en dicha superficie.
1.2.- El número de líneas del campo magnético que la atraviesan.
1.3.- ¿Qué ocurre si la superficie se gira 90 º?