Imanes y magnetismo
Hace más de dos mil años, Tales
de Mileto, filósofo, astrónomo y matemático, observó en la antigua ciudad
griega de Magnesia, unas piedras que podían atraer a ciertos metales como el
hierro; como eran muy abundantes en la zona, se les llamó magnetitas,
por encontrarse en dicha ciudad.
A esa fuerza de atracción se le
llamó magnetismo, y al cuerpo que ejerce la fuerza magnética, es
decir el que tiene la propiedad de atraer, se le denominó imán. Por
tanto:
Magnetismo es la propiedad que tienen algunos
cuerpos (imanes) para atraer a otros.
Actualmente, las propiedades
magnéticas se aplican para muchas cosas, entre ellas, para hacer
teléfonos, telégrafos y la brújula que es indispensable para la navegación.
LOS IMANES
Cualquier cuerpo que tenga la
propiedad de atraer al hierro, es un imán. Los imanes pueden ser:
Naturales: como su nombre lo indica, son
aquellos que se encuentran en la naturaleza y cuyas características magnéticas
son permanentes; en ellas no ha intervenido el hombre. Tal es el caso de la
magnetita.
Artificiales: son aquellos que adquieren esa
propiedad de atracción cuando se someten a diferentes procedimientos físicos,
como el frotamiento con una piedra imantada o por acción de la
energía eléctrica.
En cualquier imán, siempre se
encuentran dos polos, el norte y el sur, en ellos
se encuentra la mayor fuerza de atracción.
La parte imantada siempre se
dirigirá hacia donde se encuentra el norte.
Si se colocan fragmentos de
hierro y después se acerca un imán, los fragmentos van a adherirse a los polos
del mismo y no a la parte media.
LA BRÚJULA
La brújula es un instrumento
basado en el magnetismo.
Consta de una aguja imantada que
gira sobre un eje y cuya punta siempre se dirigirá al norte. Por tanto ayuda a
conocer la posición de las personas con respecto a los puntos cardinales.
Este instrumento es indispensable
en la navegación o aviación, y ya se utilizaba en el mundo desde el siglo XI de
nuestra era.
LOS ELECTROIMANES
Los electroimanes consisten básicamente en un
conductor enrollado sobre un núcleo de hierro, que se imanta al paso de la
corriente.
Cuando la corriente va pasando
por el alambre, el núcleo de hierro se transforma en imán.
Es como un carrete de hilo: el
carrete correspondería al núcleo de hierro y el hilo al alambre que lleva la
carga eléctrica.
Los electroimanes son imanes
artificiales que requieren de energía eléctrica para poder funcionar.
La mayoría de los aparatos eléctricos
utilizan un imán, por ejemplo el motor de un tocadiscos, los timbres de las
casas, el motor de una lavadora y el teléfono. Para que estos aparatos
funcionen adecuadamente necesitan la fuerza de un electroimán.
En la actualidad los
electroimanes son indispensables en la comunicación, ya que se utilizan en la
construcción de teléfonos, telégrafos, timbres y en las computadoras.
El telégrafo fue el primer
sistema de comunicación a distancia, aunque se inventaron diversos tipos de
telégrafos, fue en 1883 cuando Michael Faraday los perfeccionó utilizando
corriente eléctrica y electroimanes. En 1837, Samuel Morse patentó otro
telégrafo e inventó una clave de comunicación con base en puntos y líneas para
transmitir los mensajes en su aparato.
Esa simbología se conoce como clave
Morse y en la actualidad todavía se sigue utilizando.
Imantar u material es ordenar sus imanes
atómicos.
En la figura derecha se observa en primer lugar
un material sin imantar y debajo un material imantado.
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El magnetismo es producido por imanes naturales o
artificiales. Además de su capacidad de atraer metales, tienen la propiedad
de polaridad. Los imanes tienen dos polos magnéticos diferentes
llamados Norte o Sur. Si enfrentamos los polos Sur de dos imanes
estos se repelen, y si enfrentamos el polo sur de uno, con el
polo norte de otro se atraen. Otra particularidad es que si los
imanes se parten por la mitad, cada una de las partes tendrá los dos polos.
Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de
hierro, éste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de
hierro.
La atracción o repulsión entre dos polos
magnéticos disminuye a medida que aumenta el cuadrado de la distancia entre
ellos.
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Campo magnético:
Se denomina campo magnético a la
región del espacio en la que se manifiesta la acción de un imán.
Un campo magnético se representa mediante líneas
de campo.
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Un imán atrae pequeños trozos de limadura de hierro, níquel y cobalto,
o sustancias compuestas a partir de estos metales (ferromagnéticos).
La imantación se transmite a distancia y por
contacto directo. La región del espacio que rodea a un imán y en la que se
manifiesta las fuerzas magnéticas se llama campo magnético.
Las líneas del campo magnético
revelan la forma del campo. Las líneas de campo magnético emergen de un polo,
rodean el imán y penetran por el otro polo.
Fuera del imán, el campo está dirigido del polo
norte al polo sur. La intensidad del campo es mayor
donde están más juntas las líneas (la intensidad es máxima en los polos).
El magnetismo está muy relacionado con la electricidad. Una
carga eléctrica está rodeada de un campo eléctrico, y si se esta moviendo,
también de un campo magnético. Esto se debe a las “distorsiones” que sufre el
campo eléctrico al moverse la partícula.
El campo eléctrico es una
consecuencia relativista del campo magnético. El movimiento de la carga
produce un campo magnético.
En un imán de barra común, que al parecer esta
inmóvil, está compuesto de átomos cuyos electrones se encuentran en
movimiento (girando sobre su órbita. Esta carga en movimiento constituye una
minúscula corriente que produce un campo magnético. Todos los
electrones en rotación son imanes diminutos.
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