Universidad Autnoma de Baja California

Campo MagnticoNombre del Maestro: Fatima Prez OsunaMateria: Electricidad y MagnetismoNombre de los integrantes:Cristian Marrn Eduardo GastelumMateo HernndezMaricarmen De Jesus MoralesMario Alberto MonroyNumero de Matricula: 00342228Fecha: 21/05/2015

HistoriaHasta 1820, el nico magnetismo conocido era el de los imanesy el de las "magnetitas", imanes naturales de mineral rico en hierro.Se crea que el interior de la Tierra estaba imantada de la misma forma y los cientficos se sintieron muy perplejos cuando vieron que la direccin de la aguja del comps magntico se desviaba ligeramente en todos los lugares, dcada tras dcada, sugiriendo que exista una pequea variacin del campo magntico terrestre.Cmo puede un imn producir estos cambios?Edmond Halley propuso ingeniosamente que la Tierra contena un cierto nmero de capas esfricas, una dentro del otra, cada una imantada de forma diferente y que giraban lentamente entre s.Hans Christian Oerstedfue un profesor de ciencias en la Universidad de Copenhague. En 1820 prepar en su casa una demostracin cientfica para sus estudiantes y amigos. Planeaba demostrar el calentamiento de un hilo mediante una corriente elctrica y tambin llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo que dispuso de una aguja montada en una peana de madera.Mientras llevaba a cabo su demostracin elctrica, Oersted observ para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente elctrica, la aguja se mova. Silenci esto y finaliz sus demostraciones, pero en los meses siguientes trabaj duro intentando buscarle un sentido al nuevo fenmeno.Pero no pudo. La aguja era atrada hacia el hilo o repelida por l. Ms bien tenda a permanecer formando ngulos rectos .Al final public sus hallazgos (en latn) sin ninguna explicacin. Andre-Marie Ampere,en Francia, advirti que si una corriente en un hilo ejerca una fuerza magntica sobre la aguja, dos hilos semejantes tambin deberan interactuar magnticamente. Mediante una serie de ingeniosos experimentos mostr que esta interaccin era simple y fundamental --las corrientes paralelas (rectas) se atraen, las corrientes antiparalelas se repelen. La fuerza entre dos largas corrientes rectas y paralelas erainversamente proporcional a la distanciaentre ellas y proporcional a la intensidad de la corriente que pasaba por cada una. As que existendos tipos de fuerzasasociadas con la electricidad --la elctrica y la magntica. En 1864 James Clerk Maxwelldemostr una sutil relacin entre los dos tipos de fuerza, implicando inesperadamente a la velocidad de la luz. De este relacin surgieron: la idea de que la luz era un fenmeno elctrico, el descubrimiento de las ondas de radio, la teora de la relatividad y una gran consecucin de la fsica actual.

Campo MagnticoSe trata de un campo que ejercefuerzas (denominadas magnticas) sobre los materiales. Pero que no produce ningn efecto sobre cargas en reposo. Sin embargo el campo magntico tiene influencia sobre cargas elctricas en movimiento.A la fuerza magntica proveniente de un imn se le conoce como campo magntico.El campo magntico es ms fuerte en el lugar en donde se unen las lneas de fuerza, (y se tornan color rojo), y se debilita cuando las lneas de la fuerza se separan (y se tornan color azul).Si una carga en movimiento atraviesa un campo magntico, la misma sufre la accin de una fuerza (denominada fuerza magntica). Esta fuerza no modifica el mdulo de la velocidad pero s la trayectoria.Sobre un conductor por el cual circula electricidad y que se encuentra en un campo tambin aparece una fuerza magntica.

El campo magntico est presente en los imanes. Por otro lado, una corriente elctrica tambin genera un campo magntico.

El campo magntico se denomina con la letra B y se mide en Tesla.1 T = 10.000 gaussQu es un Tesla?Un tesla es una induccin magntica uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de unmetro cuadrado, a travs de esta superficie produce unflujo magnticode un weber.

Formulas para campos magnticos

Simbologa

Fuerza MagnticaEstas fuerzas surgen cuando se mueven partculas cargadas, tal como ocurre con loselectrones. En el caso de los imanes, el movimiento produce lneas de campo magntico que salen y vuelven a entrar al cuerpo, generando el magnetismo.La fuerza magntica se dirige de unpolohacia otro. Cada polo es un punto donde convergen las lneas de la fuerza magntica. Por lo tanto, cuando dos imanes se acercan, esta fuerza genera una atraccin entre ambos siempre que los polos sean opuestos. En cambio, si los polos tienen la misma polaridad, la fuerza del magnetismo har que estos imanes se rechacen entre s. Magnetismo en MaterialesMateriales Magnticos Existen unos cuantos materiales que son magnticos de forma natural, o que tienen el potencial de convertirse en imanes. Algunos de estos materiales son: Hierro Hematita Magnetita gases ionizados, (como el material del que estn hechas las estrellas )Se puede hacer un imn para atraer objetos que contengan material magntico, como el hierro, aunque este no est magnetizado. Pero no se puede hacer un imn para atraer materiales plsticos, de algodn o de cualquier otro material, como roca de silicato, pues estos no son materiales magnticos.El que un material contenga hierro, o cualquier otro material magntico, no significa que sea un imn. Para que un material magntico se pueda convertir en un imn ha de tenercondiciones especiales. Esto se debe a que un imn es un objeto de donde emana lafuerza del magnetismo.Condiciones especialesLos cientficos creen, aunque no es seguro, que existen dos ingredientes fundamentales en la generacin de uncampo magntico. Estos dos ingredientes son: material magntico corrientesUna barra de hierro puede convertirse en un imn si se le envuelve con cables y se hace pasar una corriente a travs de los cables.Se cree que un planeta o estrella puede generar un campo magntico si cuenta con los dos ingredientes mencionados. Debe tener suficiente material magntico, y corrientes movindose dentro del material magntico. Si un planeta no tiene suficiente cantidad de uno de estos dos ingredientes, no tendr campo magntico. Los planetas que no tienen campo magntico incluyen a Venus (se mueve muy lentamente) y Marte, (la mayora del hierro est en su superficie, y no est derretido).Dipolo MagnticoSe puede ver una muy comn fuente de campo magntico en la naturaleza, un dipolo. ste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres se deben a que antes se usaban los magnetos como compases, que interactuaban con el campo magntico terrestre, para indicar el norte y el sur del globo.Un campo magntico contiene energa y sistemas fsicos que se estabilizan con configuraciones de menor energa. Por lo tanto, cuando se encuentra en un campo magntico, un dipolo magntico tiende a alinearse solo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo mximo posible y disminuye la energa recolectada en el campo al mnimo.Los imanes de barra tienen dos polos magnticos, norte y sur. El campo magntico alrededor de un imn de barra se llama campo magntico dipolo. "Dipolo" significa, "dos polos". Los imanes de barra no son los nicos objetos que generan campos dipolos. La electricidad que atraviesa un alambre en espiral puede causar un campo magntico dipolo. Loscampos magnticos de algunos planetasson campos dipolos.Los dipolos no son la nica forma de campos magnticos. Tambin hay campos cuadrpolos o con cuatro polos. Algunas veces, los campos magnticos tienen de seis a ocho polos (un octopolo!). Cualquier campo con ms de dos polos se conoce como campo multipolo.Cada vez que tratamos de dividir a un dipolo magntico en polos norte y sur por separado, creamos un nuevo par de polos. Es un poco parecido a la accin de cortar un tramo de cuerda con dos extremos para tratar de obtener dos trozos de cuerda, cada uno de los cuales con slo un extremo.Este efecto ocurre microscpicamente, hasta el nivel de cada tomo. Cada tomo se comporta como un dipolo magntico que tiene un polo norte y un polo sur, y hasta donde todava sabemos, el dipolo, y no el solo polo aislado, parece ser la unidad fundamental ms pequea de la estructura magntica.Momento Dipolar MagnticoRegla de la mano derecha para determinar la direccin del vector A. .La direccin del momento magntico M es la misma que la direccin de A.

Formulas:El producto IA representa el momento dipolar magntico m (conocido a menudo como momento magntico) de la espira:

Momento Dipolar de una bobina:La unidad del SI del momento dipolar magntico es el ampere-metro2 (A *m2). Si una bobina de alambre contiene N espiras de la misma rea, el momento magntico de la bobina es:

TorsinCon esta definicin exprese el momento de torsin ejercido en una espira de corriente en un campo magntico B de la forma:

Energa Potencial:La energa potencial de un sistema constituido por un dipolo magntico en un campo magntico depende de la orientacin del dipolo en dicho campo, y est dada por:

Por esta expresin, aparece que el sistema tiene la mnima energa Umn= -m *B cuando m apunta en la misma direccin que B . El sistema tiene su mxima energa Umx =m *B cuando m apunta en la direccin opuesta a B. DiamagnetismoEl diamagnetismo es una propiedad de los materiales que consiste en ser repelidos por los imanes. Es lo opuesto a los materiales ferromagnticos los cuales son atrados por los imanes. El fenmeno del diamagnetismo fue descubierto y nominado por primera vez en septiembre de1845porMichael Faradaycuando vio un trozo de bismuto que era repelido por un polo cualquiera de un Imn; lo que indica que el campo externo del imn induce un dipolo magntico en el bismuto de sentido opuesto. Las sustancias, en su gran mayora, son diamagnticas, puesto que todos los pares de electrones con espn opuesto contribuyen dbilmente al diamagnetismo. Algunos ejemplos de materiales diamagnticos son: el bismuto metlico, elhidrgeno, el helio y los dems gases nobles, elcloruro de sodio, el cobre, eloro, elsilicio, el germanio, el grafito, elbroncey elazufre. Ntese que no todos los citados tienen nmero par de electrones. ParamagnetismoPropiedad de los materiales por la que se magnetizan en la misma direccin que un campo magntico aplicado. Los materiales paramagnticos son atrados por los imanes. Si el campo magntico aplicado desaparece, tambin lo hace el magnetismo inducido.El paramagnetismo es la tendencia de los momentos magnticos libres (espn u orbitales) a alinearse paralelamente a un campo magntico. Si estos momentos magnticos estn fuertemente acoplados entre s, el fenmeno ser ferromagnetismo. Cuando no existe ningn campo magntico externo, estos momentos magnticos estn orientados al azar. Los materiales paramagnticos son materiales atrados por imanes, pero no se convierten en materiales permanentemente magnetizados. Algunos materiales paramagnticos son: Aire Aluminio Magnesio Titanio WolframioFerromagnetismoPropiedad de algunos materiales que hace que resulten intensamente imantados cuando se sitan en un campo magntico, y conserven parte de su imantacin cuando desaparece dicho campo. Al someter un material ferromagntico a un campo magntico intenso, los dominios tienden a alinearse con ste, de forma que aquellos dominios en los que los dipolos estn orientados con el mismo sentido y direccin que el campo magntico inductor aumentan su tamao. Este aumento de tamao se explica por las caractersticas de las paredes de Bloch, que avanzan en direccin a los dominios cuya direccin de los dipolos no coincide; dando lugar a un monodominio. Al eliminar el campo, el dominio permanece durante cierto tiempo. Bibliografahttp://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnet/campomag2.htmlhttp://www.fisicapractica.com/campo-magnetico.phphttp://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/force_of_magnetism.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/magnetic_field.html&lang=sphttp://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/088/html/sec_11.htmlhttp://definicion.de/fuerza-magnetica/http://www.areaciencias.com/fisica/campo-magnetico.htmlhttp://www.vaxasoftware.com/doc_edu/fis/magnet.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos14/electromg/electromg2.shtmlhttp://www.ecured.cu/index.php/DiamagnetismoSerway, R. & Jewett, J.. (2009). Fisica para Ciencias e Ingenieria con Fisica Moderna. Mxico: Cengage Learning. http://www.phy6.org/Education/Mhmfield.html