Análisis Del Magnetismo

“Analisis del magnetismo”

Tipos de imanes:

Según su origen:

IMANES NATURALES: se refiere a minerales naturales, los cuales tienen la propiedad de atraer elementos como el hierro, el níquel, etc.

La magnetita es un imán de este tipo, compuesto por óxido ferroso férrico, cuya particularidad principal consiste en atraer fragmentos de hierro natural.

IMANES ARTIFICIALES: esta denominación recae sobre aquellos cuerpos magnéticos que, tras friccionarlos con magnetita se transforman de manera artificial en imanes.

Según la perduración de sus propiedades magnéticas:

IMANES TEMPORALES: los imanes temporales están conformados por hierro dulce y se caracterizan por poseer una atracción magnética de corta duración.

IMANES PERMANENTES: con este término se alude a aquellos imanes constituidos por acero, los cuales conservan la propiedad magnética por un tiempo perdurable.

IMANES CERÁMICOS O FERRITAS. Esta clase de imanes tiene un aspecto liso y color grisáceo. Suelen ser de los más utilizados debido a su maleabilidad. Aunque, por otro lado, al ser frágiles, corren el riesgo de romperse con facilidad.

IMANES DE ALNICO: el nombre deriva de una contracción de las palabras: aluminio, níquel y cobalto, elementos de los que se compone. Esta clase de imanes presentan un buen comportamiento frente a la presencia de altas temperaturas, sin embargo, no cuentan con considerable fuerza.

IMANES DE TIERRAS RARAS: esta clase de imanes se subdividen en dos categorías de acuerdo al material químico del que se compone:

• Neodimio: están formados por hierro, neodimio y boro. Presentan una oxidación fácil, y se utilizan en aquellos casos donde las temperaturas no alcanzan los 80º C.

• Samario cobalto: no suelen oxidarse de manera fácil, aunque el precio al que cotizan es muy elevado.

IMANES FLEXIBLES: como su nombre lo indica, estos imanes poseen una gran flexibilidad. Están compuestos por partículas magnéticas como el estroncio y el hierro. Las desventajas de los imanes flexibles son la baja resistencia a la oxidación y su escasa potencia magnética.

Fuerza entre polos magneticos:

Inicialmente se trató de modelizar la fuerza magnética entre imanes naturales por una expresión del tipo:

(a)

Donde:

son las "masas magnéticas" o "cargas magnéticas" que dependerían del tamaño de los imanes.

la distancia media entre los polos.

Sin embargo, la anterior expresión sólo resulta útil para casos con imanes con formas geométricas sencillas que permitan identificar los polos y que se encuentren convenientemente alineados. Otros dos problemas aún más serios son que la forma anterior no es fácilmente generalizable a polos desalineados, ni tampoco parece fácil calcular el valor de la "masa magnética" a partir de las características microscópicas del material.

El carácter complejo de la "masa magnética" se refleja entre otras cosas en el hecho de que se ve afectado por la temperatura, un material ferromagnético normal deja de ser magnético a una temperatura superior a la temperatura de Curie. Lo cual refleja que el efecto magnético de los imanes no es una propiedad intrínseca sino un efecto dependiendo de la agitación térmica de los átomos y electrones que configuran internamente el material.

La fuerza entre dos imanes puede calcualrse exactamente si se conoce la densidad de corriente equivalente en el interior de los mismos mediante la expresión:

(b)

Donde:

, son las densidades de corriente en cada uno de los imanes.

, son los vectores directores sobre puntos del interior de cada uno de los dos imanes.

, son los volúmenes ocupados por los dos imanes.

es la permeabilidad magnética.

Comparando (a) con (b) puede verse que los valores de depende de una manera muy compleja de la distribución interna de las corrientes en los dos imanes. Para distancias grandes comparadas con el tamaño de los imanes la fuerza dada por (b) puede aproximarse por la fuerza entre dos dipolos magnéticos:

(c)

Donde:

, son los momentos dipolares magnéticos de los imanes que son vectores alineados con la línea que va desde el polo sur al polo norte del imán.

, son el vector de posición relativa y la distancia entre los imanes.

Para dos imanes alineados esta fuerza resulta ser:

Si los dos momentos están alineados paralelamente (lo cual corresponde a que los dos polos de diferente signo estén más próximos) la fuerza es atractiva, en cambio si los imanes están alineados antiparalelamente (con lo cual dos polos del mismo signo serán los

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