Bienvenidos..!!!

En este blog daremos a conocer diversos contenidos importantes sobre el electromagnetismo, todos estos estarán relacionados con la materia de Temas Selectos De Física.
Para una mejor comprensión del lector, hemos divido la información por temas, con ello buscamos que usted como lector, se le facilite la compresión del contenido del blog.

Esperemos que la información sea útil para su aprendizaje.

El blog fue realizado por los alumnos del 6to semestre grupo A del Plantel Cobay Caucel:

• Hu Lugo Selmy Guadalupe

• Chacón Noh Merly Concepción

• Peña Hernández Marlen Lucero

• Canul Noh Ángel José

• Noh Ek José Misael

EL IMÁN Y SUS PROPIEDADES

IMÁN 

Para empezar, tenemos que tener la definición de imán, que es el objeto que ejerce fuerza magnética. Dispone de un campo magnético capaz de provocar atracción o conseguir repeler otros cuerpos magnéticos; en su interior presenta el movimiento de electrones almacenados en los átomos. Cuando este movimiento se orienta a direcciones diferentes, el efecto se anula. En cambio, cuando todos esos pequeños imanes están en una misma línea, la materia se magnetiza.

     Y esto nos conlleva a saber cuales fueron los primeros fenómenos magnéticos observados, por lo que se relacionaron con fragmentos de piedra de imán o magnética (monóxido de hierro) encontradas cerca de la antigua ciudad de
magnesia, se observó que con estos imanes naturales atraían pequeños trozos de hierro no magnetizados.    

    Con el tiempo se fueron obteniendo algunas propiedades del imán:

       1. Su principal característica es que tiene la capacidad de atraer objetos de hierro y acero.
 
   2.  Su atracción es mejor en los extremos, disminuyendo hasta llegar al punto medio del imán en que la atracción es nula. 

   3. Existen imanes que atraen con más fuerza y a más distancia que otros. Esto depende del poder magnético de cada uno. La amplitud o espacio en que se ejerce esa fuerza se llama campo magnético.

  4. La atracción magnética se manifiesta a través del agua, del papel, del vidrio y de otros cuerpos, siempre que no sean de mucho espesor.

   5. Se clasifica por ser naturales o artificiales.

   

    A continuación, para una mejor compresión sobre las propiedades del imán puedes visitar nuestro vídeo en el siguiente link:

   https://youtu.be/lGAl9clPf_M

Recordemos que un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas (magnetita) y un imán artificial es un cuerpo de material ferromagnético al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo, pero este se divide en dos: imanes artificiales permanentes que son aquellas sustancias magnéticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción y los imanes artificiales temporales que son aquellos que producen un campo magnético sólo cuando circula por ellos una corriente eléctrica.

Con base a todo lo anterior,  podemos decir que, cada imán posee una polarización magnética, que es aquella propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación. Esto se refiere normalmente a las llamadas ondas transversales, en particular se suele hablar de las ondas electromagnéticas, aunque también se puede dar en ondas mecánicas transversales.
Por otra parte, las ondas de sonido en un gas o líquido son ondas exclusivamente longitudinales en la que la oscilación va siempre en la dirección de la onda; por lo que no se habla de polarización en este tipo de ondas. que depende del diseño y la aplicación del imán, por lo que debe tener en cuenta el material y proceso de manufactura para un mejor resultado.
Hay polarización natural considerada básica a 2 polos, uno Norte y otro Sur, también existe la polarización multi-polo la cual puede ser de 4, 6, 8 sobre una misma superficie, radial, axial o paralelo a una superficie.
Es importante mencionar que, los polos iguales se repelen y los polos distintos se atraen. No existen polos aislados, y por lo tanto, si un imán se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur, aunque la fuerza de atracción del imán disminuye. 

El método de magnetización es fundamental para todo imán, en cuanto a otras formas como herraduras o imanes para rotores ya que estos se establecen por la metodología de magnetización o necesidad operativa.


En la polarización existen fuerzas magnéticas que son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.

Las fuerzas magnéticas entre imanes y/o electroimanes es un efecto residual de la fuerza magnética entre cargas en movimiento. Esto sucede porque en el interior de los imanes convencionales existen microcorrientes que macroscópicamente dan lugar a líneas de campo magnético cerradas que salen del material y vuelven a entrar en él. Los puntos de entrada forman un polo y los de salida el otro polo.

Puedes visitar este link para la "aplicación de la fuerza magnética en una partícula":

       https://youtu.be/vhokCsQplq8

   En la actualidad los imanes han sido utilizados para diferentes usos en los cuales resaltan los más importantes:

    

    Tren

    Los trenes de levitación magnética utilizan imanes debajo de los vagones para que estos puedan flotar sobre las vías magnéticas, esto sucede porque los imanes se repelen entre sí. De acuerdo con Rapidez Parish School District, este tipo de trenes utilizan imanes de súper conducción y pueden viajar a más de 300 millas (482 km) por hora. Hoy en día, estos trenes son utilizados en países como Japón, pero el gobierno de Estados Unidos está trabajando para traer esta tecnología a su nación.   

     Máquinas expendedoras

    De acuerdo con Discover Education, las monedas que se insertan en las máquinas expendedoras se clasifican dentro por medio de imanes que distingue los discos de metal o los golpes de las monedas reales. Además, el dinero impreso en papel y los cheques se pueden distinguir por medio del polvo magnético que lleva en la tinta. Por lo tanto, las máquinas expendedoras y los contadores de moneda revisan el dinero por medio del magnetismo.

   Mantener cosas

     Sostener o mantener cosas juntas es uno de los usos más comunes de los imanes, como sostener papeles en la puerta del refrigerador con imanes para refrigerador. Además, las puertas de refrigerador se mantienen en su lugar gracias a los imanes que tienen en el marco de la puerta. También usamos imanes en las bocinas, pues facilitan la conversión de la energía en sonido al repeler el flujo de electrones. Incluso se fabrican equipos especializados de resonancia para la detección de tumores y otras enfermedades. 

     Motores eléctricos

    Los imanes son responsables de que los motores y los generadores eléctricos funcionen. De acuerdo con Chris Woodford de Explain that Stuff, la electricidad de estos dispositivos se produce colocando un cable de metal cerca del imán. Por lo tanto, cualquier cosa que utilice electricidad, como las luces y las televisiones, dependen de los magnetos.

             

    Brújula

     Las brújulas utilizan imanes para direccionar la aguja hacia el polo norte; por eso dicen que los imanes tienen un polo norte y un polo sur. Al extremo que es atraído y apunta hacia el norte se le llama polo positivo, mientras que el otro es el polo negativo. Los niños pueden aprender de manera muy fácil sobre los imanes haciendo una brújula con una aguja, un corcho y un tazón con agua. Deben magnetizar la aguja frotándola contra un imán fuerte, después se debe colocar sobre un corcho que esté flotando en agua, hecho esto, la aguja debe apuntar al norte.

                                               

REGIONES Y PERMEABILIDAD MAGNÉTICA

En el imán existen regiones, las cuales son:

Dominio: es una región dentro de un material magnético que tiene magnetización uniforme. Esto significa que los momentos magnéticos de los átomos individuales están alineados uno con el otro y que apuntan en la misma dirección.

La inducción magnética: es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor.

Retentividad: a la cualidad de algunas sustancias para retener las propiedades magnéticas adquiridas por la influencia de un campo magnético vecino, después de que dicho campo ha desaparecido.

 

Saturación magnética: cuando las moléculas de una barra de acero en su totalidad se han orientado por efecto de la influencia de un campo magnético, se dice que el material se ha saturado; en consecuencia, se puede asentar que un cuerpo al magnetizarse, tiene un límite definido para conducir cierto número de líneas de fuerza magnética. 

Cabe mencionar que la permeabilidad magnética es la propiedad de los materiales con la que permiten el paso de las lineas de fuerza magnetica mejor en el vacio. 

  Según su permeabilidad magnética de los materiales, se pueden clasificar en:

Los materiales de tipo Diamagnético pueden ser como el hule, los plásticos o elementos como Au(oro), Ag(plata) y Cu(cobre).

Para los materiales de tipo Paramagnético son como Tela, Papel, Aluminio, Platino, etc.

Y en los materiales de tipo Ferromagnético son como el Hierro, Cobalto y Niquel.

INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO

Antes de definir que es inducción magnética, es importante conocer el concepto de campo magnético, que es toda región del espacio que rodea a un imán o a un conductor por el cual circula una corriente eléctrica. Es importante mencionar que el campo magnético es una magnitud vectorial.

Una vez aclarado este concepto, se puede definir la inducción magnética, que es la manera mediante cual se cuantifica la magnitud, la dirección y el sentido del campo magnético en cualquier punto dentro la región del campo. Siempre y cuando el campo magnético es generado por una corriente a través de un conductor.

Por lo tanto la intensidad del campo se pueden calcular en conductores rectos, espira, bobina y selenoide.

Conductores rectos:
 

Para determinar cuál es el valor de la intensidad de un campo magnético(B)  a una cierta distancia de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente I, se aplica la siguiente expresión: 

                      

Si el conductor es una espira:

Una espira es un hilo conductor en forma de línea cerrada, pudiendo ser circular, rectangular, cuadrada, etc. y es una de las vueltas de una bobina. Si por la espira hacemos circular una corriente eléctrica, el campo magnético creado se hace más intenso en el interior de ella.

Si el conductor es una bobina:

Si en vez de una espira, la corriente(I) pasa por una bobina de (N) espiras muy juntas, como la figura 4.15, con aproximadamente el mismo radio todas ellas,  entonces: 

Si el conductor es un selenoide:

Un solenoide se obtiene al enrollar un alambre en forma helicoidal (acción llamada devanar). Cuando una corriente circula a través del solenoide, las líneas de fuerza del campo magnético generado se asemejan al campo producido por un imán en forma de barra. En su interior las líneas de fuerza son paralelas y el campo magnético es uniforme. Para determinar cual es el polo norte de un solenoide se aplica la regla de la mano izquierda: se coloca la mano izquierda en tal forma que los cuatro dedos señalen el sentido en el que circula la corriente eléctrica y el dedo pulgar extendido señalará el polo norte del solenoide.

Para calcular el valor intensidad de un campo magnético(B) en el interior de un solenoide, se utiliza la expresión matemática:

    Se le llama densidad de flujo de campo magnético a la cuantificación del campo magnético en un punto cercano a una masa magnética o imán  

LEY DE LENZ Y FARADAY

Los términos que se dan en la Ley de Lenz y Faraday:

También, la Ley de Faraday establece que la fem inducida en un circuito es proporcional a la rapidez de cambio de flujo magnético que lo rodea, por lo tanto, la fem solo produce si cambia el flujo magnético.

         Faraday expresa su Ley mediante la siguiente ecuación: 

Asimismo, Faraday establece la relación entre la fem inducida en la bobina.

Dicha relación se establece de la siguiente manera: 

 La ley de Faraday es de gran utilidad, pues relaciona la variación del flujo del campo magnético con la creación de una fuerza electromotriz.

¿COMO HACER UN ELECTROIMÁN?

Para finalizar con el blog, les enseñaremos como construir un elctroimán. 

Un electroimán sirve para pasar corriente eléctrica a través de un conductor metálico lo que generará un campo eléctrico atrayendo los metales de su alrededor.

Para realizarlo necesitaremos los siguientes materiales:

• Clavo de hierro
• 1 metro de alambre delgado de cobre aislado
• Encendedor
• Cinta adhesiva eléctrica
• Baterías “AA” 

 

Procedimiento:

1.- Con el encendedor calentaremos el plástico que cubre el alambre, y luego lo retiraremos dejando solo el cobre.

2.- Una vez que obtengamos el cobre del cable, lo enrollaremos en el clavo.

 Nota: No olvides dejar un pedazo de cobre en la parte superior como inferior.

3.- Lo siguiente sera unir los extremos de cobre que falto enrollar con los extremos de la batería, y con la cinta lo fijaremos en ella.

4.- Ya finalizado los pasos anteriores, tendremos nuestro electroimán lo que haremos será observar cómo atrae los objetos de su alrededor.

Lo que podemos observar es que nuestro electroimán se comporta como un imán, pero cuyo campo magnético esta creado por una corriente eléctrica(la batería), si nosotros desconectamos la batería podemos ver que desaparece el magnetismo.