Es el estudio del campo magnético en ausencia de corrientes eléctricas.
Se podría pensar, leyendo la reseña histórica anterior, que existen dos clases de magnetismo: uno generado por los imanes, y otro generado por corrientes eléctricas. Sin embargo esto sería erróneo. Así como existe una...
MAGNETOSTATICA
Es el estudio del campo magnético en ausencia de corrientes eléctricas.
Se podría pensar, leyendo la reseña histórica anterior, que existen dos clases de magnetismo: uno
generado por los imanes, y otro generado por corrientes eléctricas. Sin embargo esto sería
erróneo. Así como existe una sola fuente de campo eléctrico (las partículas con carga eléctrica) y
una sola fuente de campo gravitatorio (las partículas con masa) existe una sola fuente de campo
magnético: las partículas con carga eléctrica en movimiento, es decir, las corrientes eléctricas. Por
lo tanto uno de los principales objetivos de este capítulo es comprender cómo es que los imanes
tienen cargas en movimiento en su interior que pueden generar campos magnéticos.
La ciencia del magnetismo nació de la observación de un mineral de hierro llamado magnetita
(Fe3O4 , óxido ferroso férrico), comúnmente conocido con el nombre de “piedra imán” cuya
fórmula química es, el cual presenta la curiosa propiedad de atraer pedazos de hierro. Este
fenómeno se le conoce desde la antigüedad con el nombre de magnetismo por la región de
Magnesia una ciudad de la antigua Grecia donde por primera vez se encontró la magnetita. Los
hombres de la antigüedad descubrieron también que podían crear un imán frotando un trozo de
acero con una piedra imán
, El imán era una curiosidad y sus aplicaciones prácticas
eran escasas, hasta que alguien observó que, si se
colgaba un imán de modo que quedara equilibrado
horizontalmente, siempre señalaba hacia la misma
dirección: aproximadamente el norte geográfico, esto
dio origen a la invención de la brújula, instrumento
que no solo serviría para mantener el rumbo sino
también para el descubrimiento del
electromagnetismo.
A diferencia de lo que sucede con una barra de ámbar electrizada por frotamiento, la cual atrae
hacia sí todo tipo de objetos con la condición de que sean ligeros, un imán ordinario sólo ejerce
fuerzas magnéticas sobre cierto tipo de materiales, en particular sobre el hierro. Este fue uno de
los obstáculos que impidieron una aproximación más temprana entre el estudio de la electricidad
y el del magnetismo. Las fuerzas magnéticas son fuerzas de acción a distancia, es decir, se
producen sin que exista contacto físico entre los dos imanes. Esta circunstancia, que excitó la
imaginación de los filósofos antiguos por su difícil explicación, contribuyó más adelante al
desarrollo del concepto de campo de fuerzas.
Cuando se estudian las acciones entre barras imantadas se observan fuerzas de atracci ón y
repulsión. El estudio del comportamiento de los imanes pone de manifiesto la existencia en
cualquier imán de dos zonas extremas o polos en donde la acci ón magnética es más intensa,
siendo prácticamente nula en el centro. Para distinguir los dos polos de un imán se les denomina
polo norte y polo sur.
Si disponemos de 2 imanes alargados como una
brújula e identificamos el extremo de cada uno que
se oriente al norte geográfico y otro al sur
geográfico e intentamos unir los extremos que se
orientan hacia el norte apreciaremos que se
repelen y si hacemos lo mismo con los extremos
que se orientan hacia el sur obtendremos el m ismo
resultado. Si por el contrario unimos los extremos
norte y sur se observará que se atraen.
Esta fue la primera ley del magnetismo, que de manera resumida se puede expresar:
Los polos de distintos nombres se atraen, los del mismo nombre se repelen
, Si esta ley se cumple siempre, ¿por qué la brújula, que es un imán solo, se orienta siempre en la
misma dirección? La respuesta es que la tierra es también un imán y la brújula está someti da a su
influencia.
El magnetismo de los imanes es producto de una disposición particular de los
electrones (partículas subatómicas con carga negativa) que componen la materia. Estos poseen
una rotación intrínseca sobre su propio eje, que se denomina spin. Las cargas en movimiento
generan campos magnéticos. Por lo tanto, los electrones rotando, o sea, cargas en movimiento,
también generan un campo magnético. La introducción de energía en la materia (por ejemplo la
aplicación de un magnetismo intenso de tipo contrario o calor que eleve mucho la temperatura)
destruye el magnetismo, ya que altera el delicado balance de los electrones.
En el caso de los imanes inducidos (las sustancias magnetizadas) el efecto es similar: al someterse
a un campo magnético por contacto, sus electrones se ordenan un mismo sentido y reprod ucen el
campo magnético durante algún tiempo.
CARACTERISITICAS DE LOS IMANES
1. Cuanto más cerca esté un campo magnético del punto de origen, mayor será su
intensidad.
2. Los polos magnéticos de un imán no son equivalentes, como lo prueba el hecho de que
enfrentando dos imanes idénticos se observen atracciones o repulsiones mutuas según se
aproxime el primero al segundo por uno o por otro polo. Para distinguir los dos polos de
un imán recto se les denomina polo norte y polo sur.
3. No es posible obtener un imán con un solo polo magnético semejante a un cuerpo
cargado con electricidad de un solo signo. Si se corta un imán recto en dos mitades se
reproducen otros dos imanes con sus respectivos polos norte y sur. Y lo mismo sucederá si
se repite el procedimiento nuevamente con cada uno de ellos.
4. A diferencia de lo que sucede con una barra de ámbar electrizada por frotamiento, la cual
atrae hacia sí todo tipo de objetos con la condición de que sean ligeros, un imán ordinario
sólo ejerce fuerzas magnéticas sobre cierto tipo de materiales, en particular sobre el
hierro. Este fue uno de los obstáculos que impidieron una aproximación más temprana
entre el estudio de la electricidad y el del magnetismo.
5. Las propiedades magnéticas de los imanes se mantienen intactas a menos que se les
apliquen fuerzas magnéticas opuestas, se les aumente de temperatura (por encima de la
Temperatura de Curie o Punto de Curie, distinto según el elemento), o si se les somete a
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