Imanes Naturales

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Matematica, Imanes Naturales, Permanente, Magnetismo entres otras Ciencias

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1. Imanes Naturales

Se refiere a minerales naturales, los cuales tienen la propiedad de atraer elementos como el hierro, el nquel, etc. La magnetita es un imn de este tipo, compuesto por xido ferroso frrico, cuya particularidad principal consiste en atraer fragmentos de hierro natural.Imanes naturales est constituido por una sustancia que tiene la propiedad de atraer limaduras de hierro, denominndose a esta propiedad magnetismo o, ms propiamente, ferromagnetismo. El elemento constitutivo ms comn de los imanes naturales es la magnetita: xido ferroso frrico, mineral de color negro y brillo metlico que se utiliza como mena de hierro.Imanes naturales est compuesta por xido de hierro. Las sustancias magnticas son aquellas que son atradas por la magnetita.Los imanes naturales mantienen sucampo magnticocontinuo, a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnticas opuestas o altas temperaturas (por encima de laTemperatura de Curie).

2. Imanes Permanentes

Losimanes permanentesson los ms comunes y los que utilizamos en el da a da, como los de la heladera. Se llaman permanentes porque una vez que han sido magnetizados siguen permanentemente concarga magntica, aunque sea menor. Suelen hacerse de material ferromagntico, un conjunto de tomos que tienen un campo magntico determinado en el que se refuerzan mutuamente.

Estos pueden clasificarse a su vez en cuatro tipos:

Neodimio-hierro-boro Samario-cobalto Alnico De cermica o ferrita

Los dos primeros son muy fuertes y difciles de desmagnetizar, provienen de la serie Lathanoid de la tabla peridica. Se desarrollaron sobre todo entre 1970 y 1980. Los de alnico se popularizaron por la dcada de los '40, y a pesar de ser muy potentes, se desimantan con facilidad. Los ltimos son los ms populares desde 1960, ya que son bastante fuertes y difciles de desmagnetizar, aunque su poder vara con la temperatura.

Losimanes permanentespueden hacerse de cualquier forma, aunque tambin es importante cmo estn magnetizados. Ante el calor o el contacto con otro imn, los imanes permanentes pueden desimantarse.

3. Propiedad de los Imanes

Los imanes tienen el poder de atraer y repeler las sustancias magnticas y otros imanes. Esto ha hecho que los imanes sean de gran utilidad en lavidamoderna, desde colgardibujosde tushijosen el refrigerador hasta viajar en los trenes de levitacin magntica y hasta en el funcionamiento de tu computadora. Las diferentes propiedades de un imn hacen que sean un componente til en variosequiposmodernos.

Atraer sustancias magnticas

Un imn tiene la capacidad de atraer sustancias magnticas, como acero y hierro. La capacidad mxima de atraccin de un imn se concentra en sus dos extremos, que son conocidos como polos de un imn. Esta propiedad de un imn se visualiza mejor al dejar caer un imn en un cuenco lleno de limaduras de hierro. Te dars cuenta que las limaduras se fijan ellas mismas en todo el imn. Sin embargo, tambin te dars cuenta que las limaduras de hierro estn fijados a los dos extremos del imn. Cuando los imanes atraen sustancias magnticas, incluso pueden inducir magnetismo en ellos. Aunque este magnetismo es temporal.

Imn suspendido libremente asume direccin norte-sur

Si el imn est suspendido de un hilo, asumir la direccin norte-sur. Esta direccin es la misma que la direccin geogrfica. El polo apuntando hacia el norte se conoce como el polo norte, mientras que el polo sur que seala se conoce como el polo sur. Incluso si el imn se vuelve hacia otra direccin y luego puesto en libertad, se reubica hacia la direccin norte-sur.

Al igual que polos iguales se repelen, los polos opuestos se atraen

Los polos de dos imanes se repelen entre s, mientras que los polos opuestos se atraen entre s. Suspende un imn de un hilo y luego trae un extremo de otro imn cerca del polo norte del imn suspendido. Si el otro polo del imn es el polo sur, el imn suspendido se mover ms cerca de l. Por otro lado, si polo del otro imn es tambin su polo norte, el imn suspendido se alejar.

El uso de imanes en la vida moderna

Las propiedades de un imn, o el magnetismo, han hecho su camino en la vida moderna sin que la gente se d cuenta. La capacidad del disco duro de una computadora para escribir y almacenar informacin depende de los discos internos conocidos como platos, que estn hechos de material magntico. En el campo de la medicina, las imgenes mdicas se han visto revolucionadas por el magnetismo. La resonancia magntica permite a los mdicos ver imgenes detalladas de las diferentes estructuras y tejidos en el cuerpo. Hay incluso trenes magnticos que corren en pistas magnticas. La propiedad de repeler los polos iguales se utiliza para hacer levitar el tren, por lo que altas velocidades se pueden lograr sin ningn tipo de friccin. Estos trenes se utilizan actualmente en Shanghai, China y Japn.

4. Leyes de Magnetismo

Ley de Lorentz

Vamos a estudiar la accin de un campo magntico sobre una carga mvil. Imaginemos una regin espacial donde existe un campo magntico. Si se abandona una carga en reposo, no se observa interaccin alguna debido al campo. Si la partcula incide con el campo a una cierta velocidad, aparece una fuerza. Experimentalmente se lleg a las siguientes conclusiones:

La fuerza es proporcional a la carga y a la velocidad con la que la partcula entra en el campo magntico.

Si la carga incide en la direccin del campo, no acta ninguna fuerza sobre ella.

Si la carga incide en la direccin al campo, la fuerza adquiere su mximo valor y es a la velocidad y al campo.

Si la carga incide en direccin oblicua al campo, aparece una fuerza a este y a la velocidad cuyo valor es proporcional al seno del ngulo de incidencia.

Cargas de distinto signo experimentan fuerzas de sentidos opuestos.

Ley de Ampere

El campo magnticoen el espacio alrededor de una corriente elctrica, es proporcional a la corriente elctrica que constituye su fuente, de la misma forma que el campo elctricoen el espacio alrededor de una carga, es proporcional a esa carga que constituye su fuente. La ley de Ampere establece que para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los elementos de longitud multiplicada por el campo magntico en la direccin de esos elementos de longitud, es igual a la permeabilidadmultiplicada por la corriente elctrica encerrada en ese bucle.En el caso elctrico, la relacin del campo con la fuente est cuantificada en la ley de GAUSSla cual, constituye una poderosa herramienta para el clculo de los campos elctricos.

Ley de Gauss

Esta ley expresa la inexistencia de cargas magnticas o, como se conocen habitualmente, monopolos magnticos. Las distribuciones de fuentes magnticas son siempre neutras en el sentido de que posee un polo norte y un polo sur, por lo que su flujo a travs de cualquier superficie cerrada es nulo. En el hipottico caso de que se descubriera experimentalmente la existencia de monopolos, esta ley debera ser modificada para acomodar las correspondientes densidades de carga, resultando una ley en todo anloga a la ley de Gauss para el campo elctrico.

Ley de los Polos de un imnUna de las primeras cosas que se advierten al examinar una barra comn de un imn es que tiene dos polos, o "centros" de fuerza, es donde se concentra en mayor cantidad la propiedad magntica del imn, cada uno cerca de un extremo ms que distinguirse como positivo y negativo, estos polos se llaman norte (N) y sur(S).

5. Aplicaciones de los ImanesLas aplicaciones de los imanes son mltiples. Dentro de ellas se encuentran: Almacenamiento de informacin: Los discos duros de las computadoras son imanes de niobio y cobalto. Cuando necesitas guardar informacin, la maquina lo que hace es orientar o desorientar un espn del imn, esto sera en lenguaje binario un 1 o un 0. Motores elctricos: Para que se produzca el movimiento, dentro del motor tiene que haber un material que al circular corriente por este, produzca un campo magntico (electroimn). Diagnostico medico: Para diagnosticar nuevas enfermedades, estn inyectando en los tejidos pequeas concentraciones de nano partculas magnticas, estas interaccionan con los tejidos daados de distinta manera y con un equipo de resonancia se puede ver tal efecto. La brjula: es innegable como esta sirvi y sigue sirviendo en la navegacin martima. la brjula es un imn que se orienta con las lneas de campo magntico terrestres.

6. La Brjula y sus aplicaciones

Es el instrumento utilizado para la determinacin del norte magntico dela Tierra, y por tanto, para la determinacin de cualquier direccin con relacin a ste. En su forma bsica consiste en una aguja magnetizada sujeta en su punto central y con posibilidad de giro sobre una rosa de direcciones.

La brjula puede tener muchos usos, pero todos derivados del hecho de que su aguja imantada siempre apunta al Norte. En orientacin su uso se limita a lo ms simple, orientar el mapa correctamente, identificar nuestra posicin, y darnos una direccin de viaje o rumbo a un punto de referencia.

Como sabemos losmapasestn orientados al Norte y la brjula nos indica siempre el Norte magntico, lo que debemos hacer es hacer coincidir el norte de la brjula con el del mapa y para ello colocamos la brjula sobre el mapa y giramos ambos hasta que la aguja sea paralela al Norte del mapa.

Aplicaciones

Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos preliminares, para tomar radiaciones en trabajos de configuraciones, para polgonos apoyados en otros levantamientos ms precisos.Levantamientos de Polgonos con Brjula y Cinta.

El mejor procedimiento consiste en medir, en todos y cada uno de los vrtices, rumbos directos e inversos de los lados que concurran, pues as, por diferencia de rumbos se calcula en cada punto el valor de ngulo interior, aunque haya alguna atraccin local. Con esto se logra obtener los ngulos interiores de polgono, verdaderos a pesar de que haya atracciones locales, en caso de existir, slo producen desorientacin de las lneas.

7. Electromagnetismo

Es la parte de la electricidad que estdiala relacin entre los fenmenos elctricos y los fenmenos magnticos.Los fenmenos elctricos y magnticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relacin fue descubiertapor casualidad.As, hasta esa fecha el magnetismo y la electricidad haba sido tratada como fenmenos distintos y eran estudiados por ciencias diferentes. Sin embargo, esto cambi a partir del descubrimiento que realiz Hans Chirstian Oersted, observando que la aguja de una brjula variaba su orientacin al pasar corriente a travs de un conductor prximo a ella. Los estudios de Oersted sugeran que la electricidad y el magnetismo eran manifestaciones de un mismo fenmeno:las fuerzas magnticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas elctricas en movimiento.

8. Electroimanes

Los electroimanes son ampliamente utilizados en motores y generadores, cerraduras magnticas, altavoces y la separacin magntica de materiales, entre mucho otros. Para entender mejor el concepto de electromagnetismo y cmo funciona todo su mecanismo.

9. Efectos del Electromagnetismo

Los campos de radiofrecuencias forman parte del espectro electromagntico. Para los fines del Proyecto Internacional CEM, se denominan as los campos comprendidos en un intervalo de frecuencias de 300 Hz (0,3 kHz) a 300 Ghz. Las fuentes naturales y artificiales generan campos de diferentes frecuencias.

Entre las fuentes comunes de campos de radiofrecuencias cabe citar las siguientes:

monitores y pantallas (3 - 30 kHz),

aparatos de radio de amplitud modulada (30 kHz - 3 Mhz), calentadores industriales por induccin (0,3 - 3 MHz),

termo selladores, aparatos para diatermia quirrgica (3 - 30 Mhz), aparatos de radio de frecuencia modulada (30 - 300 Mhz),

telfonos mviles,

receptores de televisin,

hornos microondas,

aparatos para diatermia quirrgica (0,3 - 3 Ghz),

aparatos de radar, dispositivos de enlace por satlite,

sistemas de comunicaciones por microondas (3 - 30 Ghz)

radiaciones solares (3 - 300 Ghz).

Los campos de radiofrecuencias son radiaciones no ionizantes. A diferencia de los rayos X y gamma, son demasiado dbiles para romper los enlaces que mantienen unidas las molculas en las clulas y, de ese modo, producir ionizacin. Sin embargo, los campos de radiofrecuencias pueden causar diferentes efectos en sistemas biolgicos tales como clulas, plantas, animales o seres humanos. Esos efectos dependen de la frecuencia e intensidad del campo. Ahora bien, no todos ellos son perjudiciales para la salud.

Los campos de radiofrecuencias de ms de 10 Ghz son absorbidos por la superficie de la piel, y es muy poca la energa que llega hasta los tejidos interiores.

Para que la exposicin a campos de ms de 10 Ghz produzca efectos perjudiciales para la salud, tales como catarata ocular y quemaduras cutneas, se requieren densidades de potencia superiores a 1000 W/m2. Esas potencias, que no tienen lugar en la vida diaria, se producen en las inmediaciones de radares potentes, pero las normas vigentes en materia de exposicin prohben la presencia humana en esas zonas.

Los campos de radiofrecuencias de 1 Mhz a 10 Ghz penetran en los tejidos expuestos y producen calentamiento debido a la absorcin de energa realizada. La profundidad de penetracin del campo de radiofrecuencias en el tejido depende de la frecuencia del campo, siendo mayor en el caso de frecuencias bajas.

La absorcin por los tejidos de energa procedente de los campos de radiofrecuencias se mide como coeficiente de absorcin especfica en una masa tisular determinada. La unidad de absorcin especfica es el vatio por kilogramo (W/kg). El coeficiente de absorcin especfica es la cantidad dosimtrica bsica para campos de radiofrecuencias de 1 Mhz a 10 Ghz aproximadamente.

Para que se produzcan efectos perjudiciales para la salud en las personas expuestas a campos situados en este intervalo de frecuencia, se necesita un coeficiente de absorcin especfica de 4 W/kg. Esos niveles de energa se encuentran a decenas de metros de potentes antenas de frecuencia modulada, situadas en el extremo de altas torres, es decir, en zonas inaccesibles.

La mayor parte de los efectos perjudiciales para la salud que pueden producirse por la exposicin a campos de radiofrecuencias de 1 Mhz a 10 Ghz se asocian a respuestas a procesos de calentamiento inducido, cuyo resultado son aumentos de la temperatura tisular o corporal superiores a 11 C.

El calentamiento inducido en los tejidos corporales puede provocar diversas respuestas fisiolgicas y termorreguladores, en particular una menor capacidad para desempear tareas mentales o fsicas a medida que aumenta la temperatura corporal. Efectos similares se han constatado en personas sometidas a estrs calrico, por ejemplo las que trabajan en condiciones de calor excesivo o padecen estados febriles prolongados.

El calentamiento inducido puede afectar al desarrollo del feto. Para que se produzcan anomalas congnitas es necesario que la temperatura del feto aumente de 21 C a 31 C durante horas. El calentamiento inducido puede afectar tambin a la fecundidad masculina y favorecer la aparicin de opacidades oculares (catarata).

Se han notificado otros efectos para el organismo causados por la exposicin a campos de radiofrecuencias de baja intensidad presentes en el entorno vital.

Exposicin a campos de radiofrecuencias y cncer: segn los datos cientficos de que se dispone actualmente, es poco probable que la exposicin a esos campos origine o favorezca el desarrollo de cnceres.

Los estudios sobre el cncer realizados en animales no han aportado datos convincentes sobre una mayor incidencia de tumores. Segn un reciente estudio, los campos de radiofrecuencias similares a los utilizados en las telecomunicaciones mviles aumentan la incidencia del cncer en ratones modificados genticamente que hayan estado expuestos en la proximidad (0,65 m) de una antena de transmisin de radiofrecuencias. Se emprendern nuevos estudios para determinar la relacin de esos resultados con el cncer en el ser humano.

En muchos estudios epidemiolgicos (sobre salud humana) se ha examinado la posible relacin entre la exposicin a campos de radiofrecuencias y el riesgo excesivo de cncer.

Ahora se sabe que la estimulacin elctrica influye en el crecimiento celular y ayuda a promover la consolidacin de los huesos rotos.

Pero tambin se sabe que las intensidades de los campos electromagnticos necesarios para que suceda este fenmeno, son mucho ms grandes que las intensidades de la contaminacin de los campos electromagnticos.

La mayora de las personas creen que los riesgos de la salud relacionados con los campos electromagnticos, son de origen externo, en el medio ambiente. La verdad es que el mayor riesgo est asociado con el uso de muchos aparatos electrodomsticos que usamos a diario en nuestras casas y oficinas.

Artefactos de iluminacin: Pese a las ventajas energticas de los tubos fluorescentes, la habitual mala calidad en las reactancias permite la informacin de campos electromagnticosLas lmparas incandescentes, de menor rendimiento que las fluorescentes, carecen en cambio de efectos electromagnticos perniciosos aunque su instalacin defectuosa puede producir campos elctricos bastantes fuertes. Para evitarlo hay que verificar que el interruptor al apagarse interrumpe la fase y no solamente el neutro.

Los transformadores asociados a lmparas halgenas o dicroicas son tambin una importante fuente de campos electromagnticos, por lo que se aconseja alejar estos transformadores de las personas que trabajan bajo este tipo de iluminacin o centralizar la instalacin.

Efectos de los microondas: Son cientos las investigaciones de laboratorio que han encontrado relaciones positivas entra microondas y desordenes de todo tipo. Estas investigaciones ya han puesto de manifiesto como in fluyen las microondas sobre los tejidos de los seres vivos.Los organismos animales utilizan electricidad para desarrollar sus funciones vitales. Lo que corre por los nervios son corrientes elctricas. Pruebas como el electroencefalograma o el electrocardiograma lo que hacen es registrar la actividad elctrica del cerebro o del corazn para detectar si existen irregularidades en su funcionamiento.