Magnetismo. William Gilbert

Magnetismo

Uno de los filósofos más reconocidos en el magnetismo fue William Gilbert, quien descubrió que era posible crear imanes de metales comunes, él decía que al dividir un imán no se dividen los polos sino que se crea un nuevo imán con la misma polaridad norte y sur del original, aprendió la manera de fortalecer los imanes, y se dio cuenta de que los imanes pierden su poder magnético cuando se expone a temperaturas extremadamente altas.

En la tierra existe un mineral llamado magnetita que tiene la propiedad de atraer metales, tales como níquel, cobalto, etc. Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el níquel, cobalto, hierro. Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales.

El magnetismo del material se puede destruir calentándolo, así mismo este se puede reconstruir dejando enfriar dicho material. Los imanes tienen dos caras que llamamos polo norte magnético y polo sur magnético. Cuando juntamos polos contrarios estos se atraen, por lo que si juntamos polos iguales se repelen.

Si llegamos a seccionar un imán, cada fragmento de este continúa teniendo ambos polos, dicha propiedad nunca se pierde.

La mayoría de los planetas tienen capas magnéticas y algunas partículas solares llegan al alcance de la tierra, que son dirigidas por su campo magnético hacia los polos mientras aumenta su velocidad y llegan a la ionosfera, una de las capas externas de la atmósfera. En este punto chocan con las propias partículas del aire desprendiendo energía y provocando en ocasiones esos increíbles espectáculos llamados Auroras. El campo magnético de la Tierra está determinada por líneas de fuerzas. La dirección de estas líneas es: del Hemisferio Sur al Hemisferio Norte; esto es, aproximadamente del Polo Positivo (Norte magnético) del dipolo al Polo Negativo (Sur magnético) del dipolo. Las líneas de campo geomagnético que salen e ingresan al núcleo de la Tierra atravesando la corteza terrestre, son tangenciales a los arcos que estas mismas describen, lo que provoca que al ingresar en el polo sur magnético, las líneas de fuerza lo hagan en forma vertical a la superficie terrestre.

 El ángulo producido entre estas líneas de campo y la horizontal a distintas latitudes, es entonces conocido como inclinación magnética, siendo 0º en el ecuador y 90º en los polos magnéticos, de allí que la intensidad del campo magnético de la Tierra varía en función de la latitud.

Campo magnético

Se trata de un campo que ejerce fuerzas (denominadas magnéticas) sobre los materiales. Al igual que el campo eléctrico también es un campo vectorial, pero que no produce ningún efecto sobre cargas en reposo (como sí lo hace el campo eléctrico en dónde las acelera a través de la fuerza eléctrica). Sin embargo el campo magnético tiene influencia sobre cargas eléctricas en movimiento.

El campo magnético está presente en los imanes. Por otro lado, una corriente eléctrica también genera un campo magnético alrededor del conductor.

Si una carga en movimiento atraviesa un campo magnético, la misma sufre la acción de una fuerza (denominada fuerza magnética). Esta fuerza no modifica el módulo de la velocidad pero sí la trayectoria (ver fuerza magnética). Sobre un conductor por el cual circula electricidad y que se encuentra en un campo también aparece una fuerza magnética.

El campo magnético se denomina con la letra B y en el Sistema Internacional de Unidades se mide en tesla. Un tesla es el valor de un campo magnético que provoca una fuerza de un newton sobre una carga de un coulomb que se mueve perpendicularmente a éste, a una velocidad de 1 m/s.

Campo eléctrico:

El campo eléctrico existe cuando existe una carga y representa el vínculo entre ésta y otra carga al momento de determinar la interacción entre ambas y las fuerzas ejercidas. Tiene carácter vectorial (campo vectorial) y se representa por medio de líneas de campo. Si la carga es positiva, el campo eléctrico es radial y saliente a dicha carga. Si es negativa es radial y entrante. El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto, las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas, el número de líneas que salen de una carga positiva o entran en una carga negativa es proporcional a dicha carga.

La densidad de líneas de campo en un punto es proporcional al valor del campo eléctrico en dicho punto, las líneas de campo no pueden cortarse. De lo contrario en el punto de corte existirían dos vectores campos eléctricos distintos, a grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas están igualmente espaciadas y son radiales, comportándose el sistema como una carga puntual.

Flujo magnético

 El flujo magnético es el producto del campo magnético medio, multiplicado por el área perpendicular que atraviesa. Es una cantidad de conveniencia que se toma en el establecimiento de la ley de Faraday y en el estudio de objetos como los transformadores y los solenoides. En el caso de un generador eléctrico donde el campo magnético atraviesa una bobina giratoria, el área que se usa en la definición del flujo es la proyección del área de la bobina sobre un plano perpendicular al campo magnético.

Φ = ∫B· da

Flujo eléctrico

 El flujo eléctrico es la medida del número de líneas de campo que atraviesan cierta superficie.  Cuando la superficie que está siendo atravesada encierra alguna carga neta, el número total de líneas que pasan a través de tal superficie es proporcional a la carga neta que está en el interior de ella.  El número de líneas que se cuenten es independiente de la forma de la superficie que encierre a la carga.  Esencialmente, éste es un enunciado de la ley de Gauss.

La relación general entre el flujo eléctrico neto a través de una superficie cerrada (conocida también como superficie gaussiana) y la carga neta encerrada por esa superficie, es conocida como ley de Gauss, es de fundamental importancia en el estudio de los campos eléctricos.

La ley de Gauss establece que el flujo eléctrico neto a través de cualquier superficie gaussiana cerrada es igual a la carga neta que se encuentra dentro de ella, dividida por E0.

Ley de Gauss (Flujo Eléctrico): ∮E * dA= q/Ɛo

Inclinación magnética

 Las líneas de fuerza salen e ingresan al núcleo de la tierra travesando la corteza terrestre, son tangenciales al meridiano magnético. El meridiano magnético describe un arco que provoca que  al ingresar en el polo norte magnético lo hagan en forma vertical a la superficie terrestre.

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