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A n á l i s i s d e l m a g n e t i s m o Elda Imperia Gutiérrez castro & margarita Gutiérrez reyes . I m á n.

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Presentation Transcript
i m n
Imán
  • Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de forma que tiende a juntarse con otros imanes o metales ferromagnéticos (por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones). Puede ser natural o artificial
t i p o s d e i m a n e s
Tipos de imanes
  • Los imanes pueden ser: naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales.
  • Un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas (magnetita).
  • Un imán artificial es un cuerpo de material ferro magnético al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo.
  • Un imán permanente está fabricado en acero imantado.
  • Un imán temporal, pierde sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo.
  • Un electroimán es una bobina (en el caso mínimo, una espiral) por la cual circula corriente eléctrica.
c a m p o m a g n t i c o
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 separadas 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.
m a g n e t i s m o t e r r e s t r e
Magnetismo terrestre
  • El campo magnético terrestre (también llamado campo geomagnético) es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta el límite en el que se encuentra con el viento solar, una corriente de partículas energéticas que emana de Sol. Su magnitud en la superficie de la Tierra varía de 25 a 65 μT (0,25-9,65 G). Se puede considerar en aproximación el campo creado por un dipolo magnético inclinado un ángulo de 10 grados con respecto al eje de rotación (como un imán de barra). Sin embargo, al contrario que el campo de un imán, el campo de la Tierra cambia con el tiempo porque se genera por el movimiento de aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra (la geodinamo). El polo norte magnético se desplaza, pero de una manera suficientemente lenta como para que las brújulas sean útiles en la navegación. Al cabo de ciertos periodos de duración aleatoria (con un promedio de duración de varios cientos de miles de años), el campo magnético de la Tierra se invierte (el polo norte y sur geomagnético permutan su posición). Estas inversiones dejan un registro en las rocas que permiten a los paleomagnetistas calcular la deriva de continentes en el pasado y los fondos oceánicos resultado de la tectónica de placas.
  • La región por encima de la ionosfera —que se extiende varias decenas de miles de kilómetros en el espacio— es llamada la magnetosfera. Esta nueva capa protege a la Tierra de los rayos cósmicos que destruirían la atmósfera externa, incluyendo la capa de ozono que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta.
t e o r a s d e l m a g n e t i s m o
Teorías del magnetismo
  • Los primeros fenómenos magnéticos observados se manifiestan con fragmentos de piedra de imán o magnética, encontrado cerca de la ciudad de magnesia hace aproximadamente 2000 años. si una barra de imán se introduce en un recipiente que contenga limaduras de hierro y enseguida retire , se observa los diminutos fragmentos de hierro que se adhieren a él fuertemente alas aéreas cercanas a los extremos. Dominios.
  • Todo imán está rodeado por un espacio el cual se manifiestan sus espacios magnéticos, dichas regiones se llaman campos magnéticos. Así como las líneas de campo eléctrico, fueron útiles para descubrir campo eléctrico, las líneas de magnetismo llamadas líneas de flujo son muí útiles para visualizar los campos magnéticos.
p r o p i e d a d e s m a g n t i c a s d e l o s m a t e r i a l e s
Propiedades magnéticas de los materiales
  • Materiales Magnéticos: estos materiales son aquellos que poseen una forma especializada de energía que esta relacionada con la radiación electromagnética, y sus propiedades y estructura se distinguen de los demás por las características magnéticas que poseen
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Diamagnéticos:los materiales diamagnéticos son `débilmente repelidos' por las zonas de campo magnético elevado. Cuando se someten a un campo, los dipolos se orientan produciendo campos magnéticos negativos, contrarios al campo aplicado. Los valores de susceptibilidad de estos materiales es pequeña y negativa y su permeabilidad próxima a la unidad. También estos materiales son una forma muy débil de magnetismo, la cual es no permanente y persiste no solamente cuando se aplica un campo externo.

  • Paramagnéticos:los materiales paramagnéticos son débilmente atraído por las zonas de campo magnético intenso. Se observa frecuentemente en gases. Los momentos dipolares se orientan en dirección al campo, y tiene permeabilidades próximas a la unidad y su susceptibilidad es pequeña pero positiva. Este efecto desaparece al dejar de aplicar el campo magnético. Es decir que el paramagnetismo se produce cuando las moléculas de una sustancia tienen un momento magnético permanente. El campo magnético externo produce un momento que tiende a alinear los dipolos magnéticos en la dirección del campo. La agitación térmica aumenta con la temperatura y tiende a compensar el alineamiento del campo magnético. En las sustancias paramagnéticas la susceptibilidad magnética es muy pequeña comparada con la unidad.
  • Ferro magnéticos:se caracterizan por ser siempre metálicos, y su intenso magnetismo no es debido a los dipolos. Este magnetismo puede ser conservado o eliminado según se desee, los 3 materiales ferro magnéticos son el hierro, el cobalto y el níquel. La causa de este magnetismo son los electrones desapareados de la capa 3d, que presentan estos elementos. Como se ha indicado, los materiales ferro magnéticos afectan drásticamente las características de los sistemas en los que se los usa. Los materiales ferro magnéticos no son `lineales'. Esto significa que las
p a r a m a g n e t i s m o
Paramagnetismo
  • para algunos materiales sólidos cada átomo posee un dipolo permanente debido a la cancelación incompleta de los fomentos causados por la rotación de la electrón y la orbita de la electrón cuando no existe un campo magnético externo, las orientaciones de los momentos mágicos de los átomos son aleatorias el material no posee magnetismo microscópico neto.
d i a m a g n e t i s m o
Diamagnetismo
  • es una forma muy débil de magnetismo, la cual es no permanente y persiste no solamente cuando se aplica en un campo externo es inducido en un cambio en movimiento orbital de los electrones debido al campo magnético aplicado
f e r r o m a g n e t i s m o
Ferromagnetismo
  • Ciertos mat6eriales poseen un memento magnético en la ausencia de un campo externo y muestra el magnetismo microscópico muy grande y permanente. Estas son las características del ferromagnetismo y son mostrados por el hierro BCC (ferrita) cobalto níquel y algunos metales de las tierras raras
i n t e n s i d a d d e c a m p o m a g n t i c o
Intensidad de campo magnético
  • Los campos magnéticos generados por las corrientes y que se calculan por la ley de Ampere o la ley de Biot-Savart, se caracterizan por el campo magnético B medido en Teslas. Pero cuando los campos generados pasan a través de materiales magnéticos que por sí mismo contribuyen con sus campos magnéticos internos, surgen ambigüedades sobre que parte del campo proviene de las corrientes externas, y que parte la proporciona el material en sí. Como práctica común se ha definido otra cantidad de campo magnético, llamada usualmente "intensidad de campo magnético", designada por la letra H. Se define por la relación
  • H = B0/μ0 = B/μ0 - M y tiene un valor que designa de forma inequívoca, la influencia que ejerce la corriente externa en la creación del campo magnético del material, independientemente de la respuesta magnética del material. La relación de B se puede escribir de forma equivalente
  • B = μ0(H + M) H y M tendrán las mismas unidades, amperios/metro. Para distinguir aún mas B de H, a veces se le llama a B densidad de flujo magnético o inducción magnética. A la cantidad M en estas fórmulas, se le llama magnetización del material.
  • Otro uso común para la relación entre B y H es
  • B = μmHdonde
  • μ = μm = Kmμ0siendo μ0 la permeabilidad magnética del vacío y Km la permeabilidad relativa del material. Si el material no responde al campo magnético externo, no produciendo ninguna magnetización, entonces Km = 1. Otro cantidad magnética comúnmente usada es la susceptibilidad magnética, la cual especifica en cuanto difiere de 1, la permeabilidad relativa
c a m p o s m a g n t i c o s p r o d u c i d o s p o r u n a c o r r i e n t e
Campos magnéticos producidos por una corriente
  • Una corriente que circula por un conductor genera un campo magnético alrededor del mismo. La dirección y el sentido del campo magnético alrededor de un conductor se determina por la regla del tirabuzón. La misma consiste en imaginar un tirabuzón que avanza representando a la corriente. Para hacerlo debe moverse girando en un determinado sentido. Ese es el sentido del campo magnético alrededor del conductor.
c o n d u c t o r r e c t i l n e o
Conductor rectilíneo
  • Conductor
  • Las líneas de fuerza del campo magnético creado por un conductor rectilíneo son circunferencias concéntricas y perpendiculares al conductor eléctrico.
  • Para saber la dirección que llevan dichas líneas de fuerza nos ayudaremos con la regla de la mano derecha.
  • Para aplicar dicha regla, realizaremos el siguiente proceso. Tomamos el hilo conductor con la mano derecha colocando el dedo pulgar extendido a lo largo del hilo en el sentido de la corriente. Los otros dedos de la mano indican el sentido de las líneas de fuerza del campo magnético creado