Preguntas Y Ejercicios Campo Magnético

1. ¿Qué es y cómo se manifiesta un campo Magnético?

Se denomina campo magnético a la región del espacio en la que se manifiesta la acción de un imán. Un campo magnético se representa mediante líneas de campo.

Un imán atrae pequeños trozos de limadura de hierro, níquel y cobalto, o sustancias compuestas a partir de estos metales (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. Las líneas de campo magnético emergen de un polo, rodean el imán y penetran por el otro polo.

Fuera del imán, el campo está dirigido del polo norte al polo sur. La intensidad del campo es mayor donde están más juntas las líneas (la intensidad es máxima en los polos).

2. ¿Qué relación hay entre la electricidad y el magnetismo?

Las brújulas son pequeños imanes sujetos a un soporte de forma que puedan girar libremente. De forma casi fortuita, el científico danés Oersted se percató de que una brújula sufría desviaciones al estar cerca de una corriente eléctrica. Si se disponen varias brújulas en torno a un hilo conductor, se observa que cuando no circula corriente eléctrica, todas ellas apuntan al Norte de la Tierra, debido al efecto del campo magnético. Si se hace circular una corriente, se orientan formando una circunferencia en torno al hilo.

En ausencia de corriente eléctrica las brújulas apuntan al Norte (a). Cuando circula una corriente por el conductor las brújulas se orientan en torno al conductor. (b)

A partir de este hecho se empezó a estudiar la relación existente entre la electricidad y el magnetismo, fenómenos que se consideraban independientes. Se comprueba que, además de los imanes, la corriente eléctrica genera campo magnético y finalmente se concluye que el campo creado por los imanes responde a corrientes eléctricas a nivel microscópico por lo que: La corriente eléctrica es la única fuente de campo magnético.

3. Al dividir un imán en dos partes, ¿puede obtenerse un mono polo magnético?

No hay monopolos magnéticos. Cualquier imán permanente siempre es dipolo, significando que hay un polo norte y uno sur. Esta propiedad está en marcado contraste con las cargas eléctricas, que siempre son monopolos (ya sean positivos o negativos). Las líneas magnéticas de fuerza corren en círculos cerrados del polo norte al sur. Las líneas magnéticas tienen la misma fuerza, aunque la densidad disminuye mientras se mueven hacia afuera del imán. Las líneas magnéticas nunca se cruzan entre sí.

4. ¿Cuáles son los principios del magnetismo que se emplean para las imágenes de resonancia

Magnética?

La tomografía por resonancia magnética se apoya en el hecho de que las partículas más pequeñas del cuerpo (los átomos de hidrógeno), se ven afectadas por los campos magnéticos y las ondas de radio. De este modo se mide la energía que los átomos de hidrógeno desprenden cuando se aplica un fuerte campo magnético externo en forma de ondas electromagnéticas. Este campo magnético lo genera un imán muy potente que se encuentra dentro del tomógrafo por resonancia magnética. Este imán rodea a un tubo en el que se introduce la persona examinada en una camilla.

El tiempo que el campo magnético y las ondas de radio pueden distraer a los átomos de hidrógeno depende del tipo de tejido del que estén rodeados. Puede tratarse, por ejemplo, de tejido adiposo o líquidos corporales. Cuando las pequeñas partículas regresan a su estado anterior desprenden energía que es posible medir. Los resultados varían según la capa del cuerpo de que se trate, según la cantidad de energía que los átomos desprendan y el tiempo que hayan sido expuestos al campo magnético.

5. Indaga cual debe ser el origen de nuestro campo magnético terrestre

El origen del campo magnético de la Tierra aún no ha sido totalmente comprendido al igual que muchos otros fenómenos astrofísicos. De todos modos, se piensa que está asociado con las corrientes eléctricas producidas por un mecanismo conocido como efecto dínamo: efectos convectivos y rotación en el núcleo externo terrestre, que es líquido, metálico y circulante, compuesto por hierro y níquel.

6. ¿Cuál es la unidad de medida para expresar la intensidad de campo magnético?

La medida para expresar la intensidad de campo magnético es Tesla, que representa:

T = V.s/m2 = N/A.m = Wb/m2 = Kg/C.s = N.s/C.m = N/C.m/s

7. ¿Cuál es el patrón y características de las líneas de campo magnético?

Las líneas de campo convergen donde la fuerza magnética es mayor y se separan donde es más débil. Por ejemplo, en una barra imantada compacta o "dipolo", las líneas de campo se separan a partir de un polo y convergen en el otro y la fuerza magnética es mayor cerca de los polos donde se reúnen. El comportamiento de las líneas en el campo magnético terrestre es muy similar.

Las líneas de campo fueron introducidas por Michael Faraday, las denominó "líneas de fuerza". Durante muchos años fueron vistas meramente como una forma de visualizar los campos magnéticos y los ingenieros eléctricos preferían otras formas, más útiles matemáticamente. Sin embargo no era así en el espacio, donde las líneas eran fundamentales para la forma en que se movían los electrones e iones. Estas partículas cargadas eléctricamente tienden a permanecer unidas a las líneas de campo donde se asientan, girando en espiral a su alrededor mientras se deslizan por ellas, como las cuentas de un collar.

8. ¿Cuál es el máximo trabajo que puede realizar un campo magnético constante B sobre una partícula con carga que se mueve a través del campo a velocidad v?

Cero, porque si no fuese así, la partícula se movería de manera circunferencial.

9. Se lanzan dos partículas cargadas a una región en la que el campo magnético es perpendicular a sus velocidades. Si las cargas se desvían en direcciones opuestas ¿Qué se puede decir de

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