EL CAMPO MAGNÉTICO

Los imanes están presentes, en nuestra vida diaria, en infinidad de instrumentos, objetos y utensilios; desde cierres de puerta a altavoces, motores o, simplemente, sujetapapeles. El fenómeno meno de la atracción de objetos de hierro es conocido desde antiguo. Su mismo nombre procede de la ciudad de Magnesia, en Asia Menor, uno de los lugares donde se encontraba la magnetita, un mineral con magnetismo natural.

Si acercamos a un pedazo de magnetita un objeto de hierro, éste adquiere también magnetismo. En ciertos casos (por ejemplo, si el objeto es de acero) mantendrá las propiedades magnéticas adquiridas y se convertirá en un imán permanente.

Los imanes atraen, además de hierro, cobalto y níquel, así como disprosio y gadolinio (menos abundantes) y una multitud de aleaciones que polos del mismo nombre se repelen, entre ellos y otros materiales.

Un imán artificial presenta mayor efecto magnético en los extremos (polos). Si aproximamos entre si los polos de dos imanes, comprobaremos que, en ciertos casos, en lugar de atraerse, se repelen.

Para determinar los efectos mutuos de dos imanes, haremos que uno de ellos sea móvil: una pequeña aguja imantada que pueda girar horizontalmente sobre su centro nos servirá. Existen documentos que prueban que, ya en el siglo II, se sabía en China que una aguja magnética, alegada de imanes, se orienta en una dirección que coincide muy aproximadamente con la N/S geográfica. El extremo que señala hacia el norte geográfico recibe el nombre de polo norte magnético; y el opuesto, sur. Así, se evidencia que la Tierra genera un campo magnético que, en estos momentos, tiene el polo norte magnético cerca del sur geográfico y viceversa

Cuando se estudia el comportamiento de una aguja imantada en presencia de otro imán, se comprueba que polos del mismo nombre se repelen, y polos de distinto nombre se atraen.

 

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Los dos polos de un imán no son independientes entre sí; es decir, no pueden ser aislados. Si cortamos un imán por la mitad, aparecen dos imanes; cada uno de ellos con sus polos norte y sur. Éste es un proceso que puede reproducirse indefinidamente.

Campo magnético

El espacio próximo a un imán, en el cual se manifiestan fuerzas magnéticas sobre una aguja imantada, recibe el nombre de campo magnético. Si desplazamos una aguja magnética alrededor de un imán, adoptará diferentes direcciones según la posición. Así definimos el vector B→  (vector inducción magnética o campo magnético) cuya dirección coincide con la de la aguja y cuyo sentido va de S a N de la misma. Como en el caso del campo eléctrico consideraremos las líneas de inducción magnética, aquellas para las cuales B les es tangente en todos sus puntos. Cuanto mayor es la concentración de líneas de inducción, mayor es la intensidad del campo.

La unidad utilizada para medir el valor de los campos magnéticos en el SI es el tesla (T), que se define en el apartado Acción del campo magnético. A menudo se utiliza una unidad menor, el gauss (G), tal que 104G = 1T, dado que el valor del campo magnético es del orden 1G.

Espectros magnéticos

Una manera de poner de manifiesto un campo magnético consiste en cubrir el imán con una cartulina y espolvorear por encima limaduras de hierro, las cuales se disponen siguiendo las líneas del campo. Los espectros magnéticos así producidos permiten diferenciar los polos del imán y las zonas neutras.

 

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Flujo magnético

El estudio en profundidad de los campos magnéticos se ve facilitado con la definición de una nueva magnitud: el flujo magnético. Si las líneas de un campo B constante son perpendiculares a una determinada superficie S, el flujo ɸ a través de ella será: ɸ = B S. Si S no es perpendicular a B, la superficie eficaz se obtiene multiplicando S por el seno de ϕ, siendo ϕ, el ángulo que separa a S de la perpendicular a B. La unidad de flujo magnético es el weber (Wb) y corresponde al flujo que atraviesa una superficie plana de 1 m2 debido a un campo magnético constante y perpendicular a S y de intensidad 1T:1Wb=1T•1m2.

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