Método de campos magnéticos

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El término magnetismo proviene de Magnesia una provincia costera de Thessaly en la Grecia antigua. En este lugar se encontraron piedras que llamaron imán, que tenían la extraña propiedad de atraer piezas de hierro. Los chinos usaron los imanes en sus brújulas en el siglo XII, para guiarse en la navegación.

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La dirección del campo fuera de un imán es del polo norte hacia el polo sur. Cuando las líneas están más cercanas, el campo es más intenso.

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Las propiedades magnéticas y eléctricas de los materiales dependen de un gran número de parámetros, función de las características, de la presencia de heterogeneidades y de las dimensiones de las muestras de ensayo.

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Campos Magnéticos

Un campo magnético ejerce una fuerza sobre una carga eléctrica móvil o sobre un polo magnético que se encuentren en el mismo. El campo magnético en cada punto del espacio queda definido por el vector B de inducción magnética o densidad de flujo magnético o bien por el vector H de intensidad de campo magnético. Ambas magnitudes están relacionadas entre sí, por medio de:

Donde μ0 es una constante que se denomina permeabilidad magnética. La inducción magnética se puede determinar a partir de la fuerza F que actúa sobre una partícula P, con una carga eléctrica que se mueve a una velocidad v en el campo magnético, o sobre un conductor de longitud l por el que circula una corriente eléctrica de intensidad i :

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Campos magnéticos estáticos:Son aquellos en los que se mantiene constante la inducción magnética en magnitud, dirección y sentido en cualquiera de sus puntos a lo largo del tiempo.

Campos magnéticos uniformes:Son aquellos en los que la magnitud de la inducción magnética es la misma en todos sus puntos y su sentido es también el mismo en todos ellos, para una misma dirección. Pueden ser estáticos o variables.

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Campo generado por una corriente eléctrica rectilíneaUna corriente eléctrica rectilínea crea un campo magnético circular, cuyas líneas de inducción magnética rodean al hilo conductor. La inducción magnética está dada por:

Campo generado por una espira circular y por un solenoideUna espira circular o un solenoide por el que pasa una corriente eléctrica de intensidad i, generan un campo magnético, en cuyo interior las líneas de inducción magnética tienen la dirección del eje.

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Líneas de fuerza del campo magnético: Son realmente los lugares geométricos de todos los puntos que tienen la misma inducción magnética. Estas líneas de fuerza coincidirían con la trayectoria que tendría que seguir una partícula cargada eléctricamente. Una particularidad es que las líneas de fuerza magnéticas es que son cerradas, a diferencia de los campos eléctricos.

Flujo de inducción magnética ɸRepresenta el número de línea de inducción magnética que atraviesan un área dada S:

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El magnetismo en los medios materialesEl comportamiento magnético de los materiales da origen a tres tipos de fenómenos denominados: paramagnetismo, ferromagnetismo y diamagnetismo.

En los materiales ferro magnéticos la acción de un campo magnético en la materia origina un fenómeno en ésta denominado imantación o magnetización, debido a los momentos magnéticos de los átomos cuando se orientan en la dirección del campo magnético externo. Esta orientación origina una variación de la inducción magnética en el medio material.

Siendo M la intensidad de magnetización.

Susceptibilidad magnética χm: Es la relación existente entre la magnetización y el campo magnético

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Materiales paramagnéticosSe denomina materiales paramagnéticos a los materiales o medios cuya permeabilidad magnética es similar a la del vacío. En términos físicos, se dice que tiene un valor aproximadamente igual a 1 para su permeabilidad magnética relativa.Los materiales paramagnéticos son materiales atraídos por imanes, pero no se convierten en materiales permanentemente magnetizados. Algunos materiales paramagnéticos son: aire, aluminio, magnesio, titanio y wolframio.

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Materiales diamagnéticosEn electromagnetismo, el diamagnetismo es una propiedad de los materiales que consiste en repeler los campos magnéticos.

Algunos ejemplos de materiales diamagnéticos son: el bismuto metálico, el hidrógeno, el helio y los demás gases nobles, el cloruro de sodio, el cobre, el oro, el silicio, el germanio, el grafito, el bronce y el azufre.

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Imantación de un material ferromagnético

Un material magnético está constituido por una serie de zonas imantadas que se denominan dominios. En cada uno de ellos los momentos magnéticos de los átomos están alineados, es decir cada dominio, se convierte en un pequeño imán. Antes de imantar tales dominios están distribuidos al azar y la componente magnética es nula. Al aplicar un campo magnético H crecen los dominios que tienen la orientación del campo y los dominios se orientan en dirección del B .

Al retirar el campo aplicado persiste una parte de la imantación que recibe el nombre de magnetismo remanente (Mr).

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Curva de histéresis

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Efecto HallEn 1879 Hall descubrió que si un conductor plano, por el que pasa una corriente de intensidad i, penetra un campo magnético, perpendicular al plano del conductor, de inducción magnética B, se origina un diferencial de potencial V en los bordes P1 P2 tal que

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Líneas de fuerza del campo magnético: Son realmente los lugares geométricos de todos los puntos que tienen la misma inducción magnética. Estas líneas de fuerza coincidirían con la trayectoria que tendría que seguir una partícula cargada eléctricamente. Una particularidad es que las líneas de fuerza magnéticas es que son cerradas, a diferencia de los campos eléctricos.