FACUL ACULT TAD DE ARQUITECT AR QUITECTURA, URA, URBANISM URBANISMO O Y ARTES ESCUELA DE ARQUITECTURA
CURSO:
FISICA GENERAL
INFORME:
MAGNETISMO
DOCENTE:
GAVIDIA ÍBERICO, Jesús
ALUMNOS:
ESPINOZA PONTE, Mar!r"e GUTIERREZ JARA, #$%&!r LIZARDO AQUINO, J!e' NIEVES PEI(OTO, G!)*a'! SALDARRIGA TORREJON, Mar+a VELARDE ANGULO, L%"a)a
CICLO:
SEGUNDO
Tr"''!, J)"! -e' ./01
I.
INDICE
II.
INTRODUCCIÓN
El magnetismo es una rama de la física muy compleja ya que no puede ser explicado únicamente mediante postulados de la mecánica clásica, por lo que aquí trataremos brevemente algunos de los fenómenos más básicos. El fenómeno del magnetismo era conocido ya por los antiguos griegos desde hace más de !!! a"os. #e observaba que ciertos minerales $imanes% podían atraer o repeler peque"os objetos de hierro. &e hecho, el nombre de magnetismo proviene de la provincia griega 'agnesia, donde se encuentran los yacimientos más importantes de la magnetita $(e)*+%, mineral con acusadas propiedades magnticas. -unque se tenía conocimiento de este fenómeno de forma experimental no fue hasta mediados del siglo / cuando se formularon teóricamente todas las interacciones de tipo elctrico y magntico, resumidas en las ecuaciones de 'ax0ell.
III. OBJETIVOS -nali1ar algunas propiedades de campos magnticos, utili1ando los siguientes aspectos2 •
•
(uer1as y torques ejercidas por campos magnticos permanentes sobre cuerpos locali1ados dentro de su influencia. &istorsión del campo magntico, causado por la presencia de ciertas sustancias situadas en su seno.
IV. ORIGEN
3os fenómenos magnticos fueron conocidos por primera ve1 por los antiguos griegos, a travs de una mineral llamadomagnetita $de ahí surge el trmino magnetismo%. #e dice que se pudo observar por primera ve1 en la ciudad de 'agnesia, en -sia 'enor. *riginariamente se pensó que la magnetita se podría utili1ar para mantener la piel joven. &e hecho, 4leopatra dormía con una magnetita en la frente para retrasar el proceso de envejecimiento. Esta reputación teraputica de la magnetita se transmitió tambin a los griegos, los cuales la usaban para la curación de dolencias. En el siglo /// a.4., -ristóteles escribió acerca de las propiedades curativas de los imanes naturales, que llamaba 5imanes blancos5. 6osteriormente las aplicaciones basadas en el magnetismo fueron desarrollándose. 6or el siglo 7 d.4., los marineros chinos ya utili1aban magnetitas como brújulas para la navegación marítima.
La magnetita es un mineral ferromagnético, formado principalmente por óxido ferroso férrico
V. MARCO TEORICO 1. IMANES 1.1.
¿Qué es un imán?
8n imán natural es un mineral con propiedades magnticas $magnetita%. 8n imán es un material que tiene la capacidad de producir un campo magntico en su exterior, el que es capa1 de atraer al hierro, así como tambin al níquel y al cobalto. Existen imanes de origen natural y otros fabricados de forma artificial. 9eneralmente, aquellos que son naturales manifiestan sus propiedades en forma permanente, como es el caso de la magnetita o (e)!+. 3os imanes artificiales se pueden crear a partir de la me1cla o aleación de diferentes metales. *tra forma de generar el magnetismo es mediante el principio que opera en los electroimanes, cuyo artículo tambin puedes leer en este sitio.
1..
Ti!"s #e im$nes
3os imanes pueden ser naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales. 8n imán artificial es un cuerpo de material ferromagntico al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo. 8n imán permanente está fabricado en acero imantado. 8n imán temporal, pierde sus propiedades una ve1 que cesa la causa que provoca el magnetismo. 8n electroimán es una bobina $en el caso mínimo, una espiral% por la cual circula corriente elctrica. •
Im$nes n$%u&$'es2 la magnetita es un potente imán natural, tiene la propiedad de atraer todas las sustancias magnticas. #u característica de atraer tro1os de hierro es natural. Está compuesta por óxido de hierro. 3as sustancias magnticas son aquellas que son atraídas por la magnetita.
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Im$nes $&%i(i)i$'es !e&m$nen%es2 las sustancias magnticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción.
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Im$nes $&%i(i)i$'es %em!"&$'es* aquellos que producen un campo magntico sólo cuando circula por ellos una corriente elctrica. 8n ejemplo es el electroimán.
1.+.
,$&%es #e un imán
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E-e m$né%i)"* barra de la línea que une los dos polos.
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/0ne$ neu%&$'2 línea de la superficie de la barra que separa las 1onas polari1adas.
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,"'"s* los dos extremos del imán donde las fuer1as de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur: $no deben confundirse con positivo y negativo% los polos iguales se repelen y los diferentes se atraen. 6or lo tanto, no hay atracción entre negativo y negativo o positivo y positivos, sino que hay atracción de positivo a negativo.
1..
¿,$&$ 2ué si&3en '"s im$nes? 8n gran número de mdicos y sanadores utili1aron los imanes para curar diferentes problemas mdicos a lo largo de la historia. ;oy en día la ciencia mdica utili1a el magnetismo más que nunca, por ejemplo2 •
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3a magnetoencefalografía $'E9% se utili1a para medir la actividad cerebral. 3a terapia de choque para volver a iniciar cora1ones.
El uso de imanes en aplicaciones industriales y mecánicas tambin es muy común. 3os imanes son la fuer1a motri1 básica para todos los motores elctricos y generadores elctricos.
. MAGNETISMO .1.
¿Qué es m$ne%ism"?
'agnetismo es una de las fuer1as fundamentales de la naturale1a. 3as fuer1as magnticas son producidas por el movimiento de partículas
cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuer1as se denomina teoría electromagntica. 3a manifestación más conocida del magnetismo es la fuer1a de atracción que actúa entre los materiales magnticos como el hierro. #in embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo.
..
¿Qué es e' C$m!" M$né%i)"?
8na barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnticos producen un
.+.
,"'"s M$né%i)"s
#i se trata tanto de un tipo de imán como de otro, la máxima fuer1a de atracción se halla en sus extremos, llamados polos. 8n imán consta de dos polos, denominados polo norte y polo sur. 3os polos iguales se repelen y los polos distintos se atraen. >o existen polos aislados y, por lo tanto, si un imán se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur, aunque la fuer1a de atracción del imán disminuye. Entre ambos polos se crean líneas de fuer1a, siendo estas líneas cerradas, por lo que en el interior del imán tambin van de un polo al otro. 4omo se muestra en la figura, pueden ser visuali1adas esparciendo limaduras de hierro sobre una cartulina situada encima de una barra imantada: golpeando suavemente la cartulina, las limaduras se orientan en la dirección de las líneas de fuer1a.
..
M"n"!"'" m$né%i)"
Es una partícula hipottica que consiste en un imán con tan solo un polo magntico, 6aúl &irac en 7?)7 planteo y se podría explicar la cuanti1ación de la carga, en la actualidad el 'onopolo en vital para demostrar que la teoría es correcta. En la dcada de los ochenta del siglo pasado un grupo de científicos expertos en el ramo del magnetismo hicieron mediciones con una bobina superconductora.
.6.
T&$ns!$&en)i$ M$né%i)$
-l colocar unas limaduras de hierro sobre un papel, y pasándolas por un imán debajo del papel se puede observar como las limaduras se arrastran hasta el lugar donde se encuentra el imán debajo del papel. -unque a esto no se le llama transparencia magntica si no a la propiedad que tienen algunos cuerpos de permitir el paso de la atracción magntica, como el papel, plástico, etc.
.7.
M$ne%ism" %e&&es%&e
3íneas que se"alan cada punto de la tierra en una sola dirección2 >orte@#ur magnticas, conocida como meridiana.
El magnetismo terrestre forma parte de las fuer1as fundamentales de la naturale1a, hasta el siglo A/, el hombre no intuyo que la tierra se comportaba como un enorme imán. &esde entonces los científicos se aplicaron al estudio del magnetismo terrestre y de mande fundamental aumentar el conocimiento y comprensión de este fenómeno.
.8.
9ue&5$ #e $%&$))i:n
4uando los extremos de los dos imanes son iguales, se repelen, pero si son diferentes producen atracción. 8n imán en forma de herradura concentra el campo magntico, consiguiendo una mayor fuer1a de atracción. (uer1a en particular que se relaciona con la masa de un cuerpo. >o se sabe cómo realmente se produce esa fuer1a, solo se conoce su efecto y que está relacionada con la masa, se dice que cuanto mayor será dicha fuer1a.
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T&$ns("&m$#"&
Bobina primaria que produce un campo magntico y es captado por una secundaria a partir de un núcleo de hierro. #e plantea para elevar o reducir las tensiones elctricas.
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E'e)%&"imán
Es un imán que pasa corriente por una bobina, deja de magneti1ar si se llega a cortar la corriente, está compuesto por un núcleo de hierro. #i se enrolla un hilo conductor alrededor de una barra de hierro curvada y se convierte en circular, se obtiene un imán muy potente que atrae grandes cantidades de material magntico.
.1=. B&>-u'$
/nstrumento que sirve para la orientación y tiene un fundamento en la propiedad de las agujas magneti1adas. 3a aguja de la brújula indica una dirección concreta para poder orientarse. 3a existencia de los yacimientos de hierros puede interferir en la indicación de la aguja, que se"ala el lugar en donde se encuentra el material magntico.
+. MATERIA/ES MAGNTICOS El comportamiento de los materiales en presencia de un campo magntico sólo puede explicarse a partir de la mecánica cuántica, ya que se basa en una propiedad del electrón conocida como espín. #e clasifican fundamentalmente en los siguientes grupos2 9e&&"m$né%i)"s* constituyen los imanes por excelencia, son materiales que pueden ser magneti1ados permanentemente por la aplicación de campo magntico externo. 6or encima de una cierta temperatura $temperatura de 4urie%se convierten en paramagnticos. 4omo ejemplos más importantes podemos citar el hierro, el níquel, el cobalto y aleaciones de stos. ,$&$m$né%i)"s* cada átomo que los constituye actúa como un peque"o imán pero se encuentran orientados al a1ar de modo que el efecto magntico se cancela. 4uando se someten a la aplicación de un B adquieren una imanación paralela a l que desaparece al ser retirado el campo externo. &entro de esta categoría se encuentran el aluminio, el magnesio, titanio, el 0olframio o el aire. •
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Di$m$né%i)"s* en estos materiales la disposición de los electrones de cada átomo es tal que se produce una anulación global de los efectos magnticos. Bajo la acción de un campo magntico externo la sustancia adquiere una imanación dbil y en el sentido opuesto al campo aplicado. #on diamagnticos por ejemplo el bismuto, la plata, el plomo o el agua.
VI. CONC/USIONES En conclusión, el magnetismo fenómeno físico a el que ejerce fuer1as de atracción ante algunos objetos, el níquel, el cobalto el hierro y las aleaciones se les llama imanes. Cue lo cual todo influye en el magnetismo porque es llama el campo magntico. Es una fuer1a de la naturale1a, como así mismo lo es la gravedad. Dambin la gravedad ase que se atraigan entre sí, la fuer1a del magnetismo proviene de cargas elctricas. 3os imanes tiene dos polos, el norte y el sur a su alrededor se creó un área llamada campo magntico. Dambin El magnetismo terrestre muy importante este tema que claro que es 3íneas que se"alan cada punto de la tierra en una sola dirección2 >orte@#ur magnticas, conocida como meridiana.
VII. BIB/IOGRA9IA
Guía de Laboratorio de Física C. ICF - ESPOL. Revisión IV SERWA! Ra"#ond. Física! Edic. $! Pearson Educación! %&'ico! ())*. SERWA! Ra"#ond A! Física! vo+ II. Edit. %cGra,-i++! tercera edición revisada! */ 0AGA1OV! % " V. 2su3erni3 4*5$6! La 1atura+e7a de+ %a8netís#o! Edi+.! %ir. 9tt:;<<,,,.::s.3*(.or.us$.2%