PERO PARA ESTUDIARLO BIEN, VEAMOS PRIMERO QUE ES.
MAGNETISMO:
Es una de las fuerzas fundamentales que podemos encontrar en la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.
Ahora tenemos que ver algo muy importante que es LA LEY DEL MAGNETISMO, que nos dice que polos del mismo nombre o carga se repelen y polos de diferentes nombres o cargas se atraen.
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El magnetismo terrestre proviene del hierro contenido en su núcleo.
Ahora creo que si conoces los imanes y ya sabes que es un objeto que tiene la propiedad de atraer a ciertos metales ( es por esto que Iron Man y Magneto se pegaron).
Para que tengas un nuevo dato, hay imanes naturales y artificiales. Los imanes naturales provienen de la magnetita y son permanentes; los artificiales se dividen en temporales y de larga duración, estos últimos se forman por contacto con la magnetita.
Ahora es importante que todo imán esta rodeado por un espacio, en el cual se manifiestan sus efectos magnéticos y a dichas regiones se les llaman CAMPOS MAGNÉTICOS.
Como puedes notar en la imagen hay un norte y un sur indicados, estos son LOS POLOS MAGNÉTICOS y son las regiones donde parece concentrarse la fuerza de un imán.
Si seguimos analizando la imagen te darás cuenta que hay lineas curvadas al rededor de el planeta, estas representan al FLUJO MAGNÉTICO y su sentido es cualquier punto que tienen la misma dirección de la fuerza magnética que actúan sobre un polo norte imaginario, aislado y colocado en ese punto.
Debes de tener muy en cuenta la diferencia que hay entre el FLUJO MAGNÉTICO y lineas de un campo eléctrico, ya que no es lo mismo. Las fuerzas del Flujo Magnético salen del polo norte de un imán y atraen el polo sur. En cambio las lineas del un campo eléctrico forman espiras continuas que pasan a trabes de la barra magnética.
Si recuerdas el concepto de materia vas a entender que el magnetismo existe también en las partículas más pequeñas como en los átomos y para hablar de ello con propiedad se le llama PROPIEDAD MAGNÉTICA DE LOS ÁTOMOS que se basa en el espin de los electrones y se debe solo en parte a sus movimientos habituales al rededor del núcleo.
Para que entiendas un poco mas este parrafo vamos a verlo con la siguiente imagen:
Te presento al Señor Átomo como tu tiene un cuerpo la diferencia es que el no tiene pies o manos, mas bien esta hecho de un núcleo y orbitales, en el núcleo tiene a los protones que tienen carga positiva y a los neutrónes, que su carga puede decirse que es nula o neutral; al exterior de el se encuentran vagando en órbitas los electrones que tienen una carga negativa.
Lo que intentaba decirte en el párrafo anterior es que la propiedad magnética de los átomos en si es solo el movimiento que tienen las cositas azules alrededor de las cositas de colores.
Continuando después de la breve explicación.
Los átomos en un material magnético estan agrupados en microscópicas regiones magnéticas y se encuentran orientados al azar, a esto se le llama DOMINIOS MAGNÉTICOS.
Para que entiendas la importancia del magnetismo en la vida diaria, debes de tomar en cuenta que una fuerza eléctrica se puede originar a causa de un campo magnético en movimiento.
El funcionamiento de motores eléctricos, generadores, transformadores, interruptores, tv, etc, dependen de la relación entre fuerzas magnéticas y fuerzas eléctricas.
Y los primeros fenómenos magnéticos observados se relacionaron con fragmentos de piedra de imán.
Un claro ejemplo es la inducción magnética que no es otra cosa que una barra de hierro no magnetizada, se puede trasformar en un imán simplemente sosteniendo otro imán cerca de ella o en contacto con ella.
DENSIDAD DEL FLUJO MAGNÉTICO:
La densidad del flujo magnético es una región de un campo magnético. Es el número de lineas de flujo que pasan a trabes de una unidad de área perpendicular en esa región.
creo que la imagen es muy explicita para que puedas entenderle.
Ahora viene lo divertido de la física... LOS PROBLEMAS:
Una espira rectangular de 10 cm de ancho y 20 cm de largo forma un ángulo con respecto al flujo magnético.
Si la densidad del flujo es de 0.3B, CALCULE EL FLUJO MAGNÉTICO QUE PENETRA LA ESPIRA.
Vamos a realisarlo paso a paso, muchos de los profesores prefieren hacer una especie de diagrama o dibujos para entender un poco mas el problema, pero con este problema nos saltaremos ese paso, lo primero que haremos sera analizar la fórmula.
B = Q/A
B= CANTIDAD DE FLUJO MAGNÉTICO QUE ATRAVIESA UNA SUPERFICIE PERPENDICULAR.
Q = NÚMERO DE LINEAS DE FLUJO
A= ÁREA.
Si recuerdas como sacar el área de un rectángulo te va a ser muy sencillo entender aún mas el problemas si no, pues te recomendamos visitar la sección de FIGURAS GEOMÉTRICAS 1
EL ÁREA DE LA ESPIRA SERA ENTONCES DE 0.1m2 ya que sacamos el área, veamos que nos falta mas por realizar.
Si el problema nos esta diciendo que la dencidad del flujo es de 0.3B eso quiere decir que el problema nos esta dando a B y tenemos entonces que calcular a Q.
Entonces la fórmula se desarrolla de la siguiente manera:
B=Q/A DESPEJAMOS A Q Y NOS QUEDA:
Q=BA
Ahora sustituimos en la fórmula y tenemos lo siguiente:
Q= BA
Q= (0.3) (0.01) = 3x10-3 webers
PROBLEMA #2
UNA ESPIRA RECTANGULAR TIENE UN ÁREA DE 200 cm Y EL PLANO DE LA ESPIGA FORMA UN ÁNGULO DE 42°, CON UN CAMPO MAGNÉTICO DE 0.8B ¿ CUÁL ES EL FLUJO MAGNÉTICO QUE PENETRA LA ESPIRA?.
B = 0.28 T
PARA SACAR "A" SE HACE LA SIGUIENTE OPERACIÓN:
(0.02m2 ) SEN 42° = 0.031 m2
AHORA OCUPANDO LA FÓRMULA B= Q/A, CREO QUE YA SABES QUE TENEMOS QUE DESPEJAR A Q... ENTONCES NOS QUEDA DE LA SIGUIENTE FORMA:
Q = BA SUSTITUYENDO: Q=(0.28)(0.013) Q=3.67x10-3
Cabe mencionarte que no todas las espiras son rectangulares, por ejemplo las encontraras circulares, te dejo un ejemplo:
UN FLUJO DE 13.6 MILIWEBER PASA A TRABES DE UNA ESPIRA DE ALAMBRE DE 240 mm DE DIÁMETRO. ENCUENTRA LA MAGNITUD DE DENSIDAD EN EL FLUJO MAGNÉTICO SI EL PLANO DE LA BOBINA ES PERPENDICULAR AL CAMPO.
EN ESTA OCASIÓN IREMOS PONIENDO DATO POR DATO PARA QUE LE ENTIENDAS UN POCO MEJOR :
DATOS: FÓRMULA:
Q = 13.6 mweber B=Q/A
D = 240 mm
B= ?
B = 0.28 T
PARA SACAR "A" SE HACE LA SIGUIENTE OPERACIÓN:
LOS CENTÍMETROS LOS CONVERTIMOS A m2 y lo multiplicamos por el seno de 42° la operación queda parecido a esto:
AHORA OCUPANDO LA FÓRMULA B= Q/A, CREO QUE YA SABES QUE TENEMOS QUE DESPEJAR A Q... ENTONCES NOS QUEDA DE LA SIGUIENTE FORMA:
Q = BA SUSTITUYENDO: Q=(0.28)(0.013) Q=3.67x10-3
Cabe mencionarte que no todas las espiras son rectangulares, por ejemplo las encontraras circulares, te dejo un ejemplo:
UN FLUJO DE 13.6 MILIWEBER PASA A TRABES DE UNA ESPIRA DE ALAMBRE DE 240 mm DE DIÁMETRO. ENCUENTRA LA MAGNITUD DE DENSIDAD EN EL FLUJO MAGNÉTICO SI EL PLANO DE LA BOBINA ES PERPENDICULAR AL CAMPO.
EN ESTA OCASIÓN IREMOS PONIENDO DATO POR DATO PARA QUE LE ENTIENDAS UN POCO MEJOR :
DATOS: FÓRMULA:
Q = 13.6 mweber B=Q/A
D = 240 mm
B= ?
RECUERDA QUE TIENES QUE SACAR EL ÁREA Y EN ESTA OCASIÓN ES CIRCULAR, Y APARTE EL DIÁMETRO NOS LO DAN EN mm ( OSEA MILÍMETROS) POR LO QUE TENEMOS QUE CONVERTIRLOS TAMBIÉN.
D=.024m
A = pi r2 A= 3.1416(.12) A = 0.045m2
Ahora si ocupamos la fórmula y nos queda algo así:
B = Q/A
B = 0.0136 web/ 0.045
B = 0.3022 TESLAS
SI DE NUEVO NO ENTENDISTE LO DEL DIÁMETRO ENSERIO TE INVITO A QUE VEAS LA PARTE DE FIGURAS GEOMÉTRICAS PARA QUE NO TE PIERDAS.
VAYÁMONOS CON OTRO TEMA.
INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO.
Si recuerdas medimos lo que es el campo magnético con la letra B y lo medimos con la unidad de TESLAS, esto lo ocupamos cuando los campos magnéticos generados por las corrientes se calculan por la ley de Ampere. Pero cuando los campos generados pasan por materiales magnéticos surgen ciertas dudas de donde proviene las corrientes externas.
Para que entiendas, hay veces que los imanes u otros materiales pasan por materiales magnéticos y no se sabe de donde proviene la carga, por ello mismo se usa el término de INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO y esta cosa esta representada por la letra "H".
B = MH
DONDE
B = INTENSIDAD DEL FLUJO MAGNÉTICO
M = PERMITIVIDAD MAGNÉTICA
H = INTENSIDAD MAGNÉTICA.
La relación de B se puede escribir de forma equivalente
B = μ0(H + M)
μ0 Recibe el nombre de permeabilidad relativa, aún que otros autores prefieren llamarla permeabilidad magnética del vació.
La permeabilidad magnética de un medio es una característica que constituye la medida y su capacidad para establecer lineas de flujo magnético.
La permeabilidad relativa nos permite clasificar los materiales en:
A) DIAMAGNÉTICOS: Son aquellos con una permeabilidad relativa ligeramente mayor que uno y tienen la misma propiedad de ser requerido por un imán mas fuerte
B) PARAMAGNÉTICOS: Tienen una permeabilidad ligeramente mayor que la del vacío por lo que su permeabilidad relativa es un poco mayor que uno.
C) FERROMAGNÉTICOS: Son materiales con permeabilidad muy alta que va de cientos hasta miles de veces mayor que la del vacío.
Para mayor información te recomiendo que visites la PÁGINA DE APOYO
D=.024m
A = pi r2 A= 3.1416(.12) A = 0.045m2
Ahora si ocupamos la fórmula y nos queda algo así:
B = Q/A
B = 0.0136 web/ 0.045
B = 0.3022 TESLAS
SI DE NUEVO NO ENTENDISTE LO DEL DIÁMETRO ENSERIO TE INVITO A QUE VEAS LA PARTE DE FIGURAS GEOMÉTRICAS PARA QUE NO TE PIERDAS.
VAYÁMONOS CON OTRO TEMA.
INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO.
Si recuerdas medimos lo que es el campo magnético con la letra B y lo medimos con la unidad de TESLAS, esto lo ocupamos cuando los campos magnéticos generados por las corrientes se calculan por la ley de Ampere. Pero cuando los campos generados pasan por materiales magnéticos surgen ciertas dudas de donde proviene las corrientes externas.
Para que entiendas, hay veces que los imanes u otros materiales pasan por materiales magnéticos y no se sabe de donde proviene la carga, por ello mismo se usa el término de INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO y esta cosa esta representada por la letra "H".
B = MH
DONDE
B = INTENSIDAD DEL FLUJO MAGNÉTICO
M = PERMITIVIDAD MAGNÉTICA
H = INTENSIDAD MAGNÉTICA.
La relación de B se puede escribir de forma equivalente
μ0 Recibe el nombre de permeabilidad relativa, aún que otros autores prefieren llamarla permeabilidad magnética del vació.
La permeabilidad magnética de un medio es una característica que constituye la medida y su capacidad para establecer lineas de flujo magnético.
La permeabilidad relativa nos permite clasificar los materiales en:
A) DIAMAGNÉTICOS: Son aquellos con una permeabilidad relativa ligeramente mayor que uno y tienen la misma propiedad de ser requerido por un imán mas fuerte
B) PARAMAGNÉTICOS: Tienen una permeabilidad ligeramente mayor que la del vacío por lo que su permeabilidad relativa es un poco mayor que uno.
C) FERROMAGNÉTICOS: Son materiales con permeabilidad muy alta que va de cientos hasta miles de veces mayor que la del vacío.
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