Magnetismo
El magnetismo es la parte de la Física que estudio las acciones magnéticas y los campos magnéticos. El electromagnetismo es la parte de la Electrotecnia que estudia las relaciones recíprocas entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas.
El electromagnetismo tiene gran cantidad de aplicaciones, la más extendida es aquella en la que interviene la energía mecánica, es decir, el movimiento como es el caso de los motores.
Imanes
Un imán es una sustancia con propiedades magnéticas, es decir, con la facultad de atraer al hierro y a otros metales magnéticos.
Los imanes suelen estar formados por metales como el níquel, el hierro y sus aleaciones. Todos los materiales reaccionan, en mayor o menor grado ante la presencia de imanes.
Las zonas donde se manifiesta con mayor intensidad la acción magnética son los extremos o polos, disminuyendo hasta la región media o zona neutra. Todos los imanes tienen dos polos inseparables y distintos (forman un dipolo). Este fenómeno también se da con el níquel y el cobalto.
Identificación de los polos de un imán
Si tuviéramos un imán apoyado sobre una superficie plana, y espolvoreáramos esa superficie con limaduras de hierro, veríamos que se organizan formando una especie de líneas y que además se concentraría una mayor cantidad de estas limaduras en los extremos del imán. A la vez que se disminuye la cantidad de las limaduras hacia el centro del imán, hasta desaparecer prácticamente en el centro.
Las zonas donde se produce la mayor atracción se denominan polos magnéticos. La zona donde no hay atracción se denomina línea neutra
Indivisibilidad de los polos de un imán
¿Qué sucede cuando rompemos un imán? Piensa, coméntalo en grupo para ponerlo en común en clase y comprobar las conclusiones.
Leyes de atracción y repulsión magnéticas
Observa la experiencia 1 (del min 0 al 1:25) del video que puedes ver capturando este código ¿Qué sucede cuando los imanes tienen la misma polaridad?
BrújuIa
Una aguja imantada suspendida y dotada de libertad de movimiento, constituye un magnetómetro elemental o brújula que, además de permitirnos la orientación, nos permite detectar la presencia de imanes (o electroimanes), es decir la presencia de un campo magnético, además de su dirección y sentido
Clases de imanes
En la naturaleza se pueden encontrar imanes naturales, como la magnetita, que poseen ciertas propiedades magnéticas. Ahora bien, si lo que deseamos es potenciar dichas propiedades se pueden fabricar imanes artificiales a partir de substancias ferromagnéticas.
A su vez los imanes artificiales, o substancias magnetizadas, dependiendo del tipo de substancia utilizada, una vez magnetizados pueden mantener durante largo tiempo sus propiedades magnéticas (imanes permanentes) o sólo cuando están sometidos a la acción de un campo magnético (imanes temporales).
Como ejemplo de imanes temporales tenemos al hierro puro y como imán permanente al acero.
Mediante una sencilla experiencia se puede comprobar cómo al acercar un trozo de acero (por ejemplo un destornillador) a un imán, queda magnetizado, apreciándose sus propiedades de atracción aunque retiremos el imán de dicho trozo de acero.
Teoría molecular de los imanes
Si rompemos un imán en dos, las dos partes resultantes son dos imanes completos con sus polos correspondientes. Si volviésemos a romper una de estas partes obtendríamos otros dos nuevos imanes.
Este proceso se puede repetir multitud de veces hasta alcanzar lo que vendremos a llamar molécula magnética.
Según esta teoría, se puede suponer que: Un imán está compuesto de moléculas magnéticas perfectamente orientadas con los polos respectivos del imán. Un trozo de hierro sin imantar está compuesto de moléculas magnéticas totalmente desorientadas
Gracias a esta teoría también podremos entender más fácilmente el comportamiento de los materiales magnéticos utilizados para la elaboración de imanes permanentes y artificiales. En el caso de los imanes permanentes, aparece una especie de rozamiento interno entre las moléculas magnéticas que dificulta el retorno al estado inicial una vez orientadas y magnetizadas.
Al contrario, en los imanes temporales las moléculas magnéticas se ordenan y desordenan con facilidad, en función de la influencia ejercida por la acción de un campo magnético externo al mismo.
Las propiedades magnéticas de los imanes se ven alteradas por la temperatura, así por ejemplo, el hierro puro pierde totalmente su magnetismo por encima de los 769 °C. Por otro lado, si golpeamos fuertemente un trozo de acero imantado se puede modificar sus propiedades magnéticas. Esto es debido a que los golpes pueden cambiar el orden de las moléculas magnéticas
Campo magnético de un imán
Se puede decir que el campo magnético es el espacio, próximo al imán, en el cual son apreciables los fenómenos magnéticos originados por dicho imán.
El campo magnético de un imán es más intenso en unas partes que otras. Así, por ejemplo, el campo magnético adquiere su máxima intensidad en los polos, disminuyendo paulatinamente según nos alejamos de ellos. Para poder hacernos una idea del aspecto que tiene el campo magnético, o sea, de su espectro magnético, realiza la siguiente experiencia:
Se toma un imán sobre el que se coloca un lámina de plástico transparente y se espolvorea con limaduras de hierro, procurando que queden uniformemente repartidas por toda la superficie de la lámina de plástico transparente. Las limaduras de hierro se orientan sobre la misma dibujando la forma del campo magnético
Observa como hay más limaduras concentradas en los extremos y que existen unas cadenas de limaduras formando unas líneas que van de un polo a otro.
A estas cadenas se las conoce por el nombre de líneas de fuerza del campo magnético.
Las líneas de campo se pueden dibujar tal como se muestra en la imagen. Las líneas de fuerza únicamente representan la forma del campo magnético. Ahora bien, por motivos de convencionalismos teóricos, se les da un sentido de circulación, de tal forma que se dice que las líneas de campo salen por el polo norte del imán, recorren el espacio exterior y entran por el polo sur. El sentido de circulación de estas líneas por el interior del imán es del sur al norte.
