FÍSICA

MAGNETISMO

Cada vez encontramos más dispositivos de uso habitual que tienen su fundamento en las propiedades magnéticas de ciertos materiales. Los casetes, las cintas de video, los discos de PCs, las tarjetas de crédito, etc. Ciertos cuerpos tienen las propiedades de atraer objetos de hierro o de acero. Esta propiedad se denomina magnetismo y es propia en forma natural, de unos cuerpos denominados imanes.

Las zonas de los imanes en las que la FUERZA MAGNÉTICA que ejercen es más intensa se denominan respectivamente, polo norte y polo sur, y en un iman recto coinciden con los extremos del imán.

Actualmente sabemos que los fenómenos magnéticos no se construyen en hechos aislados, sino que se originan en fuerzas que aparecen entre cargas eléctricas en movimiento.

Hasta el momento no se ha podido separar los polos magnéticos de un imán: siempre que se rompe un imán en dos partes, aparecen dos nuevos imanes cada uno son sus dos polos. Se dice que no existen monopolos magnéticos.

LA IMANTACIÓN

Materiales ferromagnéticos: Son aquellos que se atraen con más fuerza por el imán, como el niquel y el hierro.

Dominios magnéticos: Las propiedades magnéticas de un material depende de su estructura atómica. Estas propiedades se deben al movimiento de los electrones que hacen que cada átomo se comporte como un imán. Los átomos están dispuestos por grupos en cada uno de los cuales hay millones de ellos con la misma orientación. Los dominios magnéticos son estos grupos de átomos.

LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO:

Son líneas imaginarias que se forman en cualquier imán o cualquier objeto que produce un campo magnético, siempre están dirigidas desde el POLO NORTE HACIA EL POLO SUR.

Las líneas de fuerza fueron definidas por Faraday con el fin de conseguir visualización del campo eléctrico. De la misma manera representamos el campo magnético por medio de líneas de campo.

El campo magnético también es un vector igual que el campo eléctrico. El vector campo magnético se describe en cada punto como: \(\vec{B}\); siempre es tangente a las líneas de campo magnético.

UNIDAD DE MEDIDA

La unidad de medida del campo magnético en el Sistema Internacional de Unidades se denomina TESLA: (T).

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA CARGA ELÉCTRICA

Esta fuerza surge cuando una carga eléctrica es sometida a una campo magnético, la fuerza que actúa sobre una carga, se llama FUERZA MAGNÉTICA y depende de los siguientes factores:

Del valor de la carga, \(q\).

De la velocidad, \(v\).

De la intensidad del campo magnético en el cual se encuentra la carga.

Del ángulo \(\alpha\), que forman el vector campo magnético y el vector velocidad.

La fórmula que permite calcular la fuerza magnética es:

\(\Huge F\ =\ q\ v\ B\ sen\alpha\)

La fuerza es perpendicular al plano en el que se encuentran los vectores \(\vec{v}\) y \(\vec{B}\).

FUERZA DE LORENTZ

En ocaciones se suele confundir la fuerza electromotríz inducida con la fuerza de lonrentz. La fuerza de Lonrentz es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe la partícula cargada o que recibe una corriente eléctrica.

Para una partícula sometida a un campo electromagnético, la fuerza electromagnética total o fuerza de Lonrentz es:

\(\Huge f\ =\ q \left( \vec{E} \ +\ v*\vec{B} \right)\)

Donde:

\(f \Longrightarrow\) es la fuerza de lorentz.

\(q \Longrightarrow\) es la carga sometida.

\(\vec{E} \Longrightarrow\) es el vector campo eléctrico.

\(\vec{B} \Longrightarrow\) es el vector campo magnético.

\(v \Longrightarrow\) es la velocidad que lleva la carga.

EJEMPLO 1: Considera que el campo creado entre los polos de un imán en \(U\) es \(0,0005\ T\). Si una carga positiva de \(3,2 \times 10{-19}\ C\) se mueve con velocidad de \(106\ m/s\) en dirección perpendicular al campo, calcula la fuerza que experimenta dicha carga.

\(\Large F\ =\ q\ v\ B\ sen\alpha\)

\(F\ =\ 3,2*10^{-19}\ C \times 106\ m/s \times 0,0005\ T \times sen90^{\circ}\)

\(F\ = 1,6 \times 10^{-19}\ N\)

En el video que se encuentra acontinuación, muestra el concepto de megnetismo a gran escala con el campo magnético terrestre, descrito más detenidamente en la siguiente lección: