Magnetismo

Trabajo de Física

Magnetismo:

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los 2 componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.

Campo Magnético:

Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.

Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espin. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.

Experiencia de OERSTED:

Oersted (1777-1851), realizó por primera vez un experimento que mostró la existencia de una relación entre la electricidad y el magnetismo. En 1813 había predicho esa relación, y en 1820, mientras preparaba su clase de física en la Universidad de Copenhague, comprobó que al mover una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica, la aguja tendía a orientarse para quedar en una posición perpendicular a la dirección del cable.

La diferencia fundamental de la experiencia de Oersted con intentos anteriores que habían dado resultado negativo es el hecho de que en el experimento de la espira y la corriente las cargas que interaccionan con el imán están en movimiento. Teniendo en cuenta este hecho Ampere (1775-1836), poco después de conocer el resultado del experimento de Oesterd, planteó formalmente que toda corriente eléctrica produce un campo magnético. El propio Ampere utilizó este concepto para anticipar una explicación del magnetismo natural y formalizó estos desarrollos en términos matemáticos.

El hallazgo de que toda corriente eléctrica produce un campo magnético abrió abundantes vías de investigación acerca del magnetismo y su relación con la electricidad. Entre los caminos abiertos que produjeron desarrollos muy fructíferos mencionamos el abordaje de los siguientes problemas:

1) La determinación cuantitativa del campo magnético producido por diferentes tipos de corrientes eléctricas. Respondía a la necesidad de producir campos magnéticos de una intensidad y una disposición de sus líneas de fuera controlables, mejorando las prestaciones de los imanes naturales.

2) El aprovechamiento de las fuerzas existentes entre corrientes eléctricas e imanes. Permitió construir motores eléctricos, instrumentos para medir la intensidad de corriente y otras aplicaciones (por ejemplo, la balanza electrónica).

3) La explicación del magnetismo natural. Basada en el conocimiento acumulado de la estructura interna de la materia y en el hecho de que toda corriente genera en sus proximidades un campo magnético.

4) El efecto recíproco al mostrado por la experiencia de Oersted, es decir, la obtención de corriente eléctrica a partir de un campo magnético. Abrió el camino a la obtención industrial de corriente eléctrica y a su aprovechamiento por la mayoría de la población.

Electromagnetismo:

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.

El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

Fuerza Magnética Sobre una Corriente Eléctrica:

La fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Las fuerzas magnéticas son producidas por

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