MAGNETISMO

El magnetismo es un fenómeno físico por el que
los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.
Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades
magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y
sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los
materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de
un campo magnético.
El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente
como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como
por ejemplo, la luz.

Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán.
Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientados
aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casi todos los
electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza
magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén
orientados.
Además del campo magnético intrínseco del electrón, algunas veces hay que
contar también con el campo magnético debido al movimiento orbital del
electrón alrededor del núcleo. Este efecto es análogo al campo generado por
una corriente eléctrica que circula por una bobina. De nuevo, en general el
movimiento de los electrones no da lugar a un campo magnético en el
material, pero en ciertas condiciones los movimientos pueden alinearse y
producir un campo magnético total medible.
El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del
material y, particularmente, de la configuración electrónica.

- Piedras «Magnesia y Magnet» (de magnesiaco, magnetismo,
magnetizar) del gr. magnees (tierra, metal y oxido) procedentes
de magneesia ciudad de Tesalia.
- Imán, del griego, adamas, adamantos (diamante, acero) de «a» (privativa,
prefijo de contariedad o de negación) y damaoo (quemar).
- Del latín magnes, -ētis, imán.
- Estas piedras eran también conocidas desde antiguo como «piedras
calamitas» llamadas vulgarmente en Europa «yman» o «magnete, ematite
siderita y heraclion».

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos mexicas. Se dice
que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia
Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el
hierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas se
denominaron imanes naturales.
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. 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».

 Campos y fuerzas magnéticas
 Dipolos magnéticos
 Dipolos magnéticos atómicos
 Monopolos magnéticos

El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por
ejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo
magnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que
están en el campo.
Para una aproximación excelente las ecuaciones de Maxwell describen el
origen y el comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por
lo tanto el magnetismo se observa siempre que partículas
cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimiento
de electrones en una corriente eléctrica o en casos del
movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas
también aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de los
efectos cuánticos, por ejemplo del spin de la mecánica cuántica

Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la
naturaleza, un dipolo. Éste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres
se deben a que antes se usaban los magnetos como brújulas, que interactuaban
con el campo magnético terrestre para indicar el norte y el sur del globo.
Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se estabilizan con
configuraciones de menor energía. Por lo tanto, cuando se encuentra en un
campo magnético, un dipolo magnético tiende a alinearse sólo con una
polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible y
disminuye la energía recolectada en el campo al mínimo. Por ejemplo, dos
barras magnéticas idénticas pueden estar una a lado de otra normalmente
alineadas de norte a sur, resultando en un campo magnético más pequeño y
resiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma dirección.
La energía requerida para reorientarlos en esa configuración es entonces
recolectada en el campo magnético resultante, que es el doble de la magnitud
del campo de un magneto individual.

La causa física del magnetismo en los cuerpos, distinto a la corriente eléctrica,
es por los dipolos atómicos magnéticos. Dipolos magnéticos o momentos
magnéticos, en escala atómica, resultan de dos tipos diferentes del movimiento
de electrones. El primero es el movimiento orbital del electrón sobre su núcleo
atómico; este movimiento puede ser considerado como una corriente de bucles,
resultando en el momento dipolar magnético del orbital. La segunda, más fuerte,
fuente de momento electrónico magnético, es debido a las propiedades
cuánticas llamadas momento de spin del dipolo.
El momento magnético general de un átomo es la suma neta de todos los
momentos magnéticos de los electrones individuales. Por la tendencia de los
dipolos magnéticos a oponerse entre ellos se reduce la energía neta. En un
átomo los momentos magnéticos opuestos de algunos pares de electrones se
cancelan entre ellos, ambos en un movimiento orbital y en momentos
magnéticos de espín.

Puesto que un imán de barra obtiene su ferromagnetismo de los electrones
magnéticos microscópicos distribuidos uniformemente a través del imán, cuando
un imán es partido a la mitad cada una de las piezas resultantes es un imán más
pequeño. Aunque se dice que un imán tiene un polo norte y un polo sur, estos
dos polos no pueden separarse el uno del otro. Un Monopolos -si tal cosa existe-
sería una nueva clase fundamentalmente diferente de objeto magnético. Actuaría
como un polo norte aislado, no atado a un polo sur, o viceversa. Los Monopolos
llevarían "carga magnética" análoga a la carga eléctrica. A pesar de búsquedas
sistemáticas a partir de 1931 Milton menciona algunos eventos no concluyentes y
aún concluye que "no ha sobrevivido en absoluto ninguna evidencia de
Monopolos magnéticos".

Tipos de materiales
magnéticos
Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos, siendo
los principales el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo.
En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomo
es tal, que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sin
embargo, si el material se introduce en un campo inducido, la sustancia adquiere
una imantación débil y en el sentido opuesto al campo inductor.
Si se sitúa una barra de material diamagnético en el interior de un campo
magnético uniforme e intenso, esta se dispone transversalmente respecto de
aquel.
Los materiales paramagnéticos no presentan la anulación global de efectos
magnéticos, por lo que cada átomo que los constituye actúa como un pequeño
imán. Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general, arbitraria, y el
efecto global se anula.

Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material
magnético como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estar
encendido o apagado, por ejemplo, las grandes grúas para levantar chatarra de automóviles.
Para el caso de corriente eléctrica se desplazan a través de un cable, el campo resultante se
dirige de acuerdo con la "regla de la mano derecha." Si la mano derecha se utiliza como un
modelo, y el pulgar de la mano derecha a lo largo del cable de positivo hacia el lado
negativo, entonces el campo magnético hace una recapitulación de todo el cable en la
dirección indicada por los dedos de la mano derecha. Como puede observarse
geométricamente, en caso de un bucle o hélice de cable, está formado de tal manera que el
actual es viajar en un círculo, a continuación, todas las líneas de campo en el centro del
bucle se dirigen a la misma dirección, lo que arroja un 'magnética dipolo' cuya fuerza depende
de la actual en todo el bucle, o el actual en la hélice multiplicado por el número de vueltas de
alambre. En el caso de ese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la dirección
del flujo de corriente convencional, el pulgar apuntará en la dirección correspondiente al
polo norte del dipolo.

Un imán permanente conserva su magnetismo sin un campo
magnético exterior, mientras que un imán temporal sólo es
magnético, siempre que esté situado en otro campo magnético.
Inducir el magnetismo del acero en los resultados en un imán de
hierro, pierde su magnetismo cuando la inducción de campo se
retira. Un imán temporal como el hierro es un material adecuado
para los electroimanes. Los imanes son hechos por acariciar con otro
imán, la grabación, mientras que fija en un campo magnético
opuesto dentro de una solenoide bobina, se suministra con una
corriente directa. Un imán permanente puede ser la remoción de los
imanes de someter a la calefacción, fuertes golpes, o colocarlo
dentro de un solenoide se suministra con una reducción de corriente
alterna.

 Tesla [T] = unidad de campo magnético.
 Weber [Wb] = unidad de flujo magnético.
 Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos
magnéticos.

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