El Rincón de la Fisica

Leyes del Magnetismo

Leyes del magnetismo

Ley de Gauss para el campo magnético

El campo magnético de una carga puntual posee la propiedad de que sus líneas de campo son circunferencias cerradas en torno a la línea de movimiento de la carga. Es decir, son líneas sin extremos, no como las del campo electrostático, que parten de las cargas positivas y mueren en las negativas.

El campo debido a una corriente es superposición de los campos magnéticos de las cargas que lo componen. Por ello, sus líneas de campo tampoco tienen extremos. En el caso de un hilo rectilíneo y de una espira circular, el las líneas de campo son curvas cerradas. En el caso general pueden ser madejas muy complicadas, pero en cualquier caso sin extremos.

Si se calcula el flujo del campo magnético a través de una superficie cerrada, puesto que todas las líneas de campo magnético que entran por un lado salen por otro (pues no pueden desaparecer en el interior), el resultado es un flujo nulo:

$\oint \vec{B}\cdot\mathrm{d}\vec{S}=0$

Esta es la ley de Gauss para el campo magnético. Es una ley universal que se cumple en toda circunstancia.

Podría pensarse que los imanes no satisfacen esta ley. Después de todo, los imanes poseen polos norte y sur. Un po norte es aquel del que salen las líneas de campo magnético y el polo sur aquél al que llegan. Si uno considera el flujo alrededor del polo norte de un imán, debería obtenerse un flujo positivo, ¿no? No. Si uno analiza lo que ocurre dentro del imán, encuentra que dentro de éste las líneas de campo magnético van del polo sur al polo norte, cerrando la línea y anulando el flujo. Po r ello, al partir un imán en dos no se obtienen dos polos separados, sino dos nuevos imanes, cada uno con sus dos polos.

Ley de Ampère

Cuando se calcula el campo magnético debido a un hilo rectilíneo por el cual circula una intensidad de corriente

I

se llega al resultado

$\vec{B}=\frac{\mu_0 I}{2\pi\rho}\vec{u}_\varphi$

siendo

ρ

la distancia perpendicular al hilo y $\vec{u}_\varphi$ el vector unitario acimutal. De esta expresión se deduce que las líneas de campo magnético son circunferencias que dan vueltas en torno al hilo de corriente.

Si ahora calculamos la circulación a lo largo de una de estas circunferencias, el resultado es independiente de la distancia al hilo

$\oint \vec{B}\cdot\mathrm{d}\vec{r} = \int_0^{2\pi}\left(\frac{\mu_0 I}{2\pi\rho}\vec{u}_\varphi\right)\cdot(\rho\,\mathrm{d}\varphi\vec{u}_\varphi) = \mu_0I$

Este resultado se puede generalizar a cualquier curva cerrada que envuelva una vez al hilo de corriente. Por contra, si consideramos una curva por el exterior del hilo, puede demostrarse que se anula la circulación del campo magnético.

A partir de aquí el resultado se extiende a un conjunto cualquiera de corrientes. Si tenemos una serie de hilos y una curva C que envuelve solo a algunos de ellos, dejando el resto fuera, la circulación del campo magnético la dan solo aquellas corrientes que son rodeadas por la curva. matemáticamente

$\oint \vec{B}\cdot\mathrm{d}\vec{r}=\mu_0I_T$

Esta es la ley de Ampère para el campo magnético creado por corrientes estacionarias: la circulación del campo magnético a lo largo de una curva cerrada C es igual a la permeabilidad del vacío multiplicada por la corriente total que atraviesa una superficie S apoyada en la curva C y orientada según la regla de la mano derecha. El signo de cada una de las corrientes será positivo si fluye en el sentido indicado normal a S y negativo en caso contrario.

la ley de Ampère puede escribirse en función de la densidad de corriente como

$\oint \vec{B}\cdot\mathrm{d}\vec{r}=\mu_0\int_S\vec{J}\cdot\mathrm{d}\vec{S}$

Vídeo el Magnetismo y sus Características

Link del Video (Magnetismo y sus Características): https://www.youtube.com/watch?v=-17h1YEGPbc

Clasificación de los materiales magnéticos

Tipo de material	Características
No magnético	No afecta el paso de las líneas de campo magnético. Ejemplo: el vacío.
Diamagnético	Material débilmente magnético. Si se sitúa una barra magnética cerca de él, esta lo repele. Ejemplo: bismuto (Bi), plata (Ag), plomo (Pb), agua.
Paramagnético	Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barra magnética. Ejemplo: aire, aluminio (Al), paladio (Pd), magneto molecular.
Ferromagnético	Magnético por excelencia o fuertemente magnético. Atraído por la barra magnética. Paramagnético por encima de la temperatura de Curie (La temperatura de Curie del hierro metálico es aproximadamente unos 770 °C). Ejemplo: hierro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), acero suave.
Antiferromagnético	No magnético aun bajo acción de un campo magnético inducido. Ejemplo: óxido de manganeso (MnO₂).
Ferrimagnético	Menor grado magnético que los materiales ferromagnéticos. Ejemplo: ferrita de hierro.
Superparamagnético	Materiales ferromagnéticos suspendidos en una matriz dieléctrica. Ejemplo: materiales utilizados en cintas de audio y video.
Ferritas	Ferromagnético de baja conductividad eléctrica. Ejemplo: utilizado como núcleo inductores para aplicaciones de corriente alterna.

Magnetismo

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han sido 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.

El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.

domingo, 6 de noviembre de 2016

Test de Magnetismo

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Clasificación de los materiales magnéticos

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