La tierra es un enorme imán cuyo polo norte se encuentra en el polo sur geográfico y en consecuencia el polo sur, en el norte geográfico, de ahí, que el polo norte de un imán se oriente al norte geográfico (donde se encuentre el polo sur magnético terrestre) y viceversa.
Los efectos de un imán se manifiestan en una zona donde decimos que existe un campo magnético. Los campos magnéticos los podemos representar gráficamente mediante las líneas de inducción magnética, que por convenio, salen del polo norte y entran por el polo sur (son líneas cerradas, por lo que no puede existir un imán con un solo polo).
La intensidad de un campo magnético la podemos cuantificar mediante la inducción magnética o densidad de flujo B. La unidad de medida de esta magnitud es el Tesla (T). Al número total de líneas de inducción magnética que atraviesan una superficie magnética se denomina flujo magnético Φ. La unidad de medida para el flujo magnético es el Weber (Wb)
Los fenómenos magnéticos se relacionan con los imanes naturales, que son trozos de un mineral de hierro, llamado magnetita (Fe3O4). Tienen la propiedad de atraer al hierro, sobre todo en las zonas
del imán llamadas polos. El imán natural, en contacto con el acero, hace que éste mantenga también las propiedades magnéticas.
Nociones previas
Las propiedades magnéticas son más acusadas en los extremos
del imán, que se denominan polos magnéticos, polo Norte (N) y polo Sur (S). Del
mismo modo que cargas eléctricas del mismo signo se repelen y de distinto se
atraen, imanes que se acercan por polos iguales se repelen y si se acercan por
polos opuestos se atraen. Es imposible aislar un único polo magnético, de modo
que si un imán se parte en dos, en cada trozo vuelve a haber un polo Norte y
uno Sur.
De forma análoga al campo eléctrico en magnetismo hablamos
en términos de un vector llamado campo magnético B representado por sus líneas
de campo de modo que en cada punto del espacio el campo es tangente a dichas
líneas.
El hecho de que los polos magnéticos nunca se puedan dar por
separado se traduce en que las líneas de campo son siempre cerradas, saliendo
del polo Norte y entrando por el polo Sur.
Cuando un trozo de hierro, un imán o un hilo de corriente se
colocan en una zona en la que existe un campo se ven sometidos una fuerza que
tiende a orientarlos de una forma determinada.
Materiales magnéticos
El comportamiento de los materiales en presencia de un campo
magnético sólo puede explicarse a partir de la mecánica cuántica, ya que se
basa en una propiedad del electrón conocida como espín. Se clasifican
fundamentalmente en los siguientes grupos:
- Ferromagnéticos: constituyen los imanes por excelencia, son materiales que pueden ser magnetizados permanentemente por la aplicación de campo magnético externo. Por encima de una cierta temperatura (temperatura de Curie)se convierten en paramagnéticos. Como ejemplos más importantes podemos citar el hierro, el níquel, el cobalto y aleaciones de éstos.
- Paramagnéticos: cada átomo que los constituye actúa como un pequeño imán pero se encuentran orientados al azar de modo que el efecto magnético se cancela. Cuando se someten a la aplicación de un B adquieren una imanación paralela a él que desaparece al ser retirado el campo externo. Dentro de esta categoría se encuentran el aluminio, el magnesio, titanio, el wolframio o el aire.
- Diamagnéticos: en estos materiales la disposición de los electrones de cada átomo es tal que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Bajo la acción de un campo magnético externo la sustancia adquiere una imanación débil y en el sentido opuesto al campo aplicado. Son diamagnéticos por ejemplo el bismuto, la plata, el plomo o el agua.
Dado que una carga eléctrica en movimiento induce un campo magnético, podemos considerar a esta carga como un imán. Pues bien, al igual que cuando aproximamos dos imanes comprobamos que entre ellos existe una fuerza (de repulsión si aproximamos polos homólogos y de atracción si los polos son opuestos), una carga eléctrica que se desplaza en las proximidades de un imán (en el seno de un campo magnético) también experimentará ese tipo de fuerzas.
El valor de esta fuerza depende del valor de la carga eléctrica en movimiento, la intensidad del campo magnético y de la velocidad a la que se desplaza la carga. Para determinar su valor podemos aplicar la ley de Lorentz. Para conocer su dirección y sentido se puede aplicar la regla de la mano derecha
FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA. LEY DE LENZ
Hasta ahora hemos visto que un campo magnético puede ser inducido por una corriente eléctrica y como un campo magnético es capaz de producir una fuerza sobre cargas eléctricas en movimiento. Ahora vamos a ver como un campo magnético puede inducir una fuerza electromotriz (tensión eléctrica) sobre un conductor. Efectivamente, si movemos un conductor que se encuentra en el seno de un campo magnético, sobre el se inducirá una fuerza electromotriz. El valor de esta fuerza depende de la velocidad a la que el conductor se mueva, la longitud de este y de la intensidad del campo magnético:
Mas información:
http://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/magnetimo.pdf
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnet/intro_magnet.html
