Polos magnéticos

Polos magnéticos

1. Alumna: Marta Carolina González Alfaro Maestra: Sandra Rebeca Peña García. Temas: Propiedades de los imanes. Campo magnético terrestre . Ley de Gauss para el magnetismo. Fuerza magnética. Sección: F

2. Propiedades de los imanes. El imán es un trozo de hierro, de acero C de piedra imán, que tiene la propiedad de atraer a ciertos metales, especialmente al hierro. A esta fuerza de atracción se le denomina  magnetismo. 1. Entre muchas propiedades de los imanes, se caracteriza principalmente por atraer objetos de hierro y acero . 2. Su atracción es mejor en los extremos, disminuyendo hasta llegar al punto medio del imán en que la atracción es nula . 3. Existen imanes que atraen con más fuerza y a más distancia que otros. Esto depende del poder magnético de cada uno. La amplitud o espacio en que se ejerce esa fuerza se llama campo magnético.

3. 4. La atracción magnética se manifiesta a través del agua, del papel, del vidrio y de otros cuerpos, siempre que no sean de mucho espesor. 5. Un polo “norte” rechaza a otros polos “norte” y atrae a los polos “sur”: Polos de igual nombre se rechazan, polos de diferente nombre se atraen . 6, Los imanes trasmiten sus propiedades al imantar con ellos el hierro y el acero; pero no en iguales condiciones, pues la imantación del acero es permanente y la del hierro es momentánea.

4. Hay dos tipos de imanes, naturales y artificiales. IMANES NATURALES Son los que se encuentran en la naturaleza formando el mineral llamado magnetita u óxido de hierro magnético. Se le llama también piedra imán y es de color gris negro. Abunda en algunos cerros de Suecia y los Montes Urales, Europa. IMANES ARTIFICIALES Son barras o herraduras de acero, a las que se comunican las propiedades magnéticas por diferentes métodos (frotamiento, inducción, o por acción de la corriente eléctrica)

5. Interacción entre polos de los imanes La Tierra es un enorme imán y esto se comprueba de la siguiente manera: si tomamos una aguja magnética que gira sobre un eje principal y la acercamos sobre una barra imán veremos que sus pelos se orientan en sentido opuesto a los polos del imán . Ahora bien, si colgamos de un hilo una barra imantada veremos cómo la aguja magnética, se orienta de norte a sur. Es decir que al igual que el imán, la Tierra hace que la barra imantada tome la misma posición que la aguja magnética.

6. Origen atómico del magnetismo. Filósofos griegos recibía una región del Asia Menor,entonces denominada Magnesia; en ella abundaba una piedra negra o piedra imán capaz de atraer objetos de hierro y de comunicarles por contacto un poder similar. El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto , filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.[1] En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por éste ». La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja». 

7. El desarrollo de la física amplió el tipo de objetos que sufren y ejercen fuerzas magnéticas. Las corrientes eléctricas y, en general, las cargas en movimiento se comportan como imanes, es decir, producen campos magnéticos. Siendo las cargas móviles las últimas en llegar al panorama del magnetismo han permitido, sin embargo, explicar el comportamiento de los imanes, esos primeros objetos magnéticos conocidos desde la antigüedad.

8. Campo magnético de un imán de barra EL campo magnético, es el espacio en el que se manifiestan acciones magnéticas. Si acercamos una aguja magnética al polo de un imán encontraremos un punto en que la aguja principia a sufrir atracción o repulsión: la aguja habrá entrado en el campo magnético del imán. Este campo está surcado por Líneas de Fuerza, que convencionalmente salen del polo norte y entran en el polo sur. Estas líneas de fuerza son siempre cerradas y no tienen principio ni fin. Una aguja imanada dentro del campo magnético de un imán se dispone siempre siguiendo las líneas de fuerza.

9. Aplicaciones de los imanes. Los imanes tienen múltiples aplicaciones como por ejemplo en la fabricación de brújulas y de aparatos eléctricos (GALVANOMETROS, AMPERIMETROS, VOLTIMETROS, CONTADORES, MAGNETOS, etc.). Los imanes permanentes se emplean en altoparlantes, instrumentos para mediciones eléctricas, etc. También los imanes son empleados en diversos y originales juguetes como el conocido “PERRO MAGNETICO ”.

10. Campo magnético terrestre Los campos magnéticos rodean a las corrientes eléctricas, de modo que se supone que esas corrientes eléctricas circulantes, en el núcleo fundido de la Tierra, son el origen del campo magnético. Un bucle de corriente genera un campo similar al de la Tierra. La magnitud del campo magnético medido en la superficie de la Tierra es alrededor de medio Gauss. Las líneas de fuerza entran en la Tierra por el hemisferio norte. La magnitud sobre la superficie de la Tierra varía en el rango de 0,3 a 0,6 Gauss .

11. Origen del campo magnético terrestre El campo magnético terrestre se originó con los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta. Dicho campo se extiende desde el núcleo, atenuándose progresivamente en el espacio exterior. A su vez, provoca efectos electromagnéticos en la magnetosfera y nos protege del viento solar .

12. Polos magnéticos geográficos La posición de los polos magnéticos puede definirse por lo menos de dos maneras. Un polo de inclinación magnética es un punto de la superficie terrestre en el que su campo magnético es totalmente vertical. La inclinación del campo de la Tierra es de 90º en el polo norte magnético y -90º en el polo sur magnético. Los dos polos se desplazan independientemente del otro y no están situados perfectamente enfrentados en puntos opuestos del globo. Su desplazamiento puede ser rápido: se han detectado movimientos del polo norte magnético por encima de los 40 km por año. A lo largo de los últimos 180 años, el polo norte magnético ha estado migrando hacia el noroeste, desde el Cabo Adelaida en la península Boothia en 1831 hasta la bahía Resolute a 600 km de distancia en 2001. El ecuador magnético es la curva de nivel cero (el campo magnético es horizontal).

13. Si se traza una línea paralela al momento del dipolo que más se aproxima al campo magnético terrestre los puntos de intersección con la superficie terrestre son llamados los polos geomagnéticos. Es decir, el polo norte y sur geomagnéticos serían equivalentes al polo norte y sur magnético si la Tierra fuera un dipolo perfecto. Sin embargo, el campo de la Tierra presenta una contribución significativa de términos no dipolares, por lo que los polos no coinciden.

14. Importancia del campo magnético terrestre. La Tierra está mayormente protegida del viento solar, un flujo de partículas energéticas cargadas que emana del Sol, por su campo magnético, que desvía la mayor parte de las partículas cargadas. Estas partículas destruirían la capa de ozono, que protege a la Tierra de dañinos rayos ultravioletas. El cálculo de la pérdida de dióxido de carbono de la atmósfera de Marte —que resultó en la captura de iones del viento solar— es consistente con la pérdida casi total de su atmósfera consecuencia del apagado del campo magnético del planeta. La polaridad del campo magnético de la Tierra se registra en las rocas sedimentarias.

15. Las inversiones son detectables como bandas centradas en las dorsales oceánicas en las que el lecho oceánico se expande, mientras que la estabilidad de los polos geomagnéticos entre los diferentes sucesos de inversión permite a los paleomagnetistas seguir la deriva de continentes. Las inversiones también constituyen la base de la magnetoestratigrafía , un método de datar rocas y sedimentos. El campo también magnetiza la corteza; pudiéndose usar las anomalías para detectar menas de minerales valiosos. Los seres humanos han usado brújulas para orientarse desde el siglo XI a. C., y para la navegación desde el siglo XII.

16. Auroras polares Aurora polar (o aurora polaris ) es un fenómeno en forma de brillo o luminiscencia que se presenta en el cielo nocturno, generalmente en zonas polares, aunque puede aparecer en otras zonas del mundo durante breves períodos. En el hemisferio sur es conocida como aurora austral, y en el hemisferio norte como aurora boreal, cuyo nombre proviene de Aurora, la diosa romana del amanecer, y de la palabra griega Bóreas, que significa norte. Los mejores momentos para observarla son entre septiembre y marzo en el hemisferio norte (aurora boreal), y entre marzo y septiembre en el hemisferio sur (aurora austral). Una aurora se produce cuando una eyección de partículas solares cargadas (Radiación Cósmica) choca con la magnetósfera de la Tierra.

17. Esta "esfera" que nos rodea obedece al campo magnético generado por el núcleo de la Tierra, formada por líneas invisibles que parten de los dos polos, como un imán. Además existen fenómenos muy energéticos, como las fulguraciones o las eyecciones de masa coronal que incrementan la intensidad del viento solar. Cuando dicha masa solar choca con nuestra esfera protectora, estas radiaciones solares, también conocidas con el nombre de viento solar, se desplazan a lo largo de dicha esfera. En el hemisferio que se encuentra en la etapa nocturna de la Tierra en los polos, donde están las otras líneas de campo magnético, se va almacenando dicha energía hasta que no se puede almacenar más, y esta energía almacenada se dispara en forma de radiaciones electromagnéticas sobre la ionosfera terrestre, creadora, principalmente, de dichos efectos visuales.

18. Ley de Gauss La ley de Gauss es una ley general, que se aplica a cualquier superficie cerrada. Es una herramienta importante puesto que nos permita la evaluación de la cantidad de carga encerrada, por medio de una cartografía del campo sobre una superficie exterior a la distribución de las cargas. Para geometrías con suficiente simetría, se simplifica el cálculo del campo eléctrico.

19. Flujo magnético El flujo magnético (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie.

20. Ecuación El flujo magnético (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como  weberímetros  los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =10 8  maxwells).   [Wb]=[V]·[s]

21. Fuerza Magnética Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. Las fuerzas magnéticas entre imanes y/o electroimanes es un efecto residual de la fuerza magnética entre cargas en movimiento.

22. Ecuación La magnitud de la fuerza es F = qvBsenθ donde θ es el ángulo < 180 grados entre la velocidad y el campo magnético. Esto implica que la fuerza magnética sobre una carga estacionaria o una carga moviéndose paralela al campo magnético es cero. 3. ... La fórmula de la fuerza de arriba está en forma de producto vectorial.

23. Regla de la mano derecha La regla de la mano derecha o del sacacorchos es un método para determinar direcciones vectoriales, y tiene como base los planos cartesianos. Se emplea prácticamente en dos maneras; para direcciones y movimientos vectoriales lineales, y para movimientos y direcciones rotacionales.