1. Concepto de Magnetismo:Elmagnetismoes un fenmeno fsico por el que losobjetosejercenfuerzasde atraccin o repulsin sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnticas detectables fcilmente como elnquel,hierro,cobaltoy susaleacionesque comnmente se llamanimanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de uncampo magntico.El magnetismo tambin tiene otras manifestaciones en fsica, particularmente como uno de los dos componentes de laradiacin electromagntica, como por ejemplo, la luz.Los imanes naturales o artificiales (como los electroimanes), al igual que los campos magnticos generados por ellos u otros cuerpos, como la Tierra, son objeto de estudio del magnetismo.Por otra parte, tambin se conoce con el nombre de magnetismo al conjunto de propiedades que poseen los imanes. Estos cuerpos se encuentran en estado natural en algunas piedras denominadas magnetitas. Estas piedras pueden magnetizar a algunos cuerpos (especialmente de hierro), al colocarlos en contacto con ellos durante tiempos prolongados.Uno de los fenmenos ms curiosos y llamativos del magnetismo, est constituido quizs por lo que ocurre con las brjulas, cuya aguja se orienta permanentemente en direccin norte. Esto se debe a que la Tierra en su conjunto, posee una gran cantidad de minerales, hecho que sumado al giro rotacional del planeta, hace que ste se comporte como un gigantesco imn natural, lo que influye en las comunicaciones y en algunas trayectorias de aeronaves.2. Etimologa del Nombre Magnetismo: Piedras Magnesia y Magnet (de magnesiaco, magnetismo, magnetizar) del gr.magnees (tierra, metal y oxido)procedentes demagneesiaciudad deTesalia. Imn, del griego,adamas, adamantos(diamante, acero) de a (privativa, prefijo de contariedad o de negacion) ydamaoo(quemar). Fig.piedra dura que no se puede o no se debiera quemar, calentar, pues los griegos debieron conocer que el calor destruye el magnetismo. Dellatnmagnes, -tis, imn. Estas piedras eran tambin conocidas desde antiguo como piedras calamitas llamadas vulgarmente en Europa yman o magnete, ematite siderita y heraclion.

3. Breve Explicacin del Magnetismo:Cadaelectrnes, por su naturaleza, un pequeo imn. Ordinariamente, innumerables electrones de un material estn orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imn casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma direccin, creando una fuerza magntica grande o pequea dependiendo del nmero de electrones que estn orientados.Adems del campo magntico intrnseco del electrn, algunas veces hay que contar tambin con el campo magntico debido al movimiento orbital del electrn alrededor del ncleo. Este efecto es anlogo al campo generado por una corriente elctrica que circula por una bobina (verdipolo magntico). De nuevo, en general el movimiento de los electrones no da lugar a un campo magntico en el material, pero en ciertas condiciones los movimientos pueden alinearse y producir un campo magntico total medible.El comportamiento magntico de un material depende de la estructura del material y, particularmente, de laconfiguracin electrnica.4. Resea Histrica del Magnetismo:El estudio del magnetismo se remonta a la poca antigua. Los griegos encontraron, en la ciudad de Magnesia, unas piedras que llamaron magnetitas y observaron que eran capaces de atraer trozos de hierro. A estas piedras, se les denominaron imanes naturales. Se dieron cuenta, adems, que al disponer los imanes de diferentes maneras, stos podan atraerse o repelerse, y descubrieron su propiedad de polaridad.5. Historia del Magnetismo:Los fenmenos magnticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad deMagnesia del MeandroenAsia Menor, de ah el trmino magnetismo. Saban que ciertas piedras atraan el hierro, y que los trocitos de hierro atrados atraan a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales. El primer filsofo que estudi el fenmeno del magnetismo fueTales de Mileto, filsofogriegoque vivi entre 625a.C. y 545a.C.1En China, la primera referencia a este fenmeno se encuentra en un manuscrito del siglo IVa.C. tituladoLibro del amo del valle del diablo: La magnetita atrae al hierro hacia s o es atrada por ste.La primera mencin sobre la atraccin de una aguja aparece en un trabajo realizado entre los aos20y100de nuestra era: La magnetita atrae a la aguja.El cientfico Shen Kua (1031-1095) escribi sobre labrjulade aguja magntica y mejor la precisin en la navegacin empleando el concepto astronmico del norte absoluto. Hacia elsiglo XIIlos chinos ya haban desarrollado la tcnica lo suficiente como para utilizar la brjula para mejorar la navegacin.Alexander Neckhamfue el primer europeo en conseguir desarrollar esta tcnica en1187.El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes, hasta que en1820,Hans Christian rsted, profesor de laUniversidad de Copenhague, descubri que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente ejerca una perturbacin magntica a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magntica situada en ese entorno.Muchos otros experimentos siguieron conAndr-Marie Ampre,Carl Friedrich Gauss,Michael Faradayy otros que encontraron vnculos entre el magnetismo y la electricidad.James Clerk Maxwellsintetiz y explic estas observaciones en susecuaciones de Maxwell. Unific el magnetismo y la electricidad en un solo campo, elelectromagnetismo. En 1905,Einsteinus estas leyes para comprobar su teora de larelatividad especial,en el proceso mostr que la electricidad y el magnetismo estaban fundamentalmente vinculadas.6. Fsica del Magnetismo:a) Campos y Fuerzas Magnticas:El fenmeno del magnetismo es ejercido por uncampo magntico, por ejemplo, una corriente elctrica o un dipolo magntico crea un campo magntico, ste al girar imparte una fuerza magntica a otras partculas que estn en el campo.Para una aproximacin excelente (pero ignorando algunos efectos cunticos), las ecuaciones de Maxwell (que simplifican laley de Biot-Savarten el caso de corriente constante) describen el origen y el comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se observa siempre quepartculas cargadaselctricamente estn enmovimiento. Por ejemplo, del movimiento deelectronesen unacorriente elctricao en casos del movimientoorbitalde los electrones alrededor del ncleo atmico. Estas tambin aparecen de undipolo magnticointrnseco que aparece de los efectos cunticos, por ejemplo delspinde la mecnica cuntica.La misma situacin que crea campos magnticos (carga en movimiento en una corriente o en untomoy dipolos magnticos intrnsecos) son tambin situaciones en que el campo magntico causa sus efectos creando unafuerza. Cuando una partcula cargada se mueve a travs de uncampo magnticoB, se ejerce una fuerzaFdado por elproducto cruz:

dondees lacarga elctricade la partcula,es elvectorvelocidadde la partcula yes elcampo magntico. Debido a que esto es un producto cruz, la fuerza esperpendicularal movimiento de la partcula y al campo magntico.La fuerza magntica no realizatrabajo mecnicoen la partcula, cambia la direccin del movimiento de sta, pero esto no causa su aumento o disminucin de la velocidad. La magnitud de la fuerza es:dondees el ngulo entre los vectoresy.`Una herramienta para determinar la direccin del vectorvelocidadde una carga en movimiento, es siguiendo la ley de la mano derecha (vaseregla de la mano derecha).El fsico alemn Heinrich Lenz formul lo que ahora se denomina laley de Lenz, sta da una direccin de la fuerza electromotriz (fem) y la corriente resultante de una induccin electromagntica.b) Dipolos Magnticos:Se puede ver una muy comn fuente decampo magnticoen la naturaleza, undipolo. ste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres se deben a que antes se usaban los magnetos como brjulas, que interactuaban con elcampo magntico terrestrepara indicar el norte y el sur delglobo.Un campo magntico contieneenergay sistemas fsicos que se estabilizan con configuraciones de menor energa. Por lo tanto, cuando se encuentra en un campo magntico, undipolo magnticotiende a alinearse slo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo mximo posible y disminuye la energa recolectada en el campo al mnimo. Por ejemplo, dos barras magnticas idnticas pueden estar una a lado de otra normalmente alineadas de norte a sur, resultando en un campo magntico ms pequeo y resiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma direccin. La energa requerida para reorientarlos en esa configuracin es entonces recolectada en el campo magntico resultante, que es el doble de la magnitud del campo de un magneto individual (esto es porque un magneto usado como brjula interacta con el campo magntico terrestre para indicar Norte y Sur).Una alternativa formulada, equivalente, que es fcil de aplicar pero ofrece una menor visin, es que un dipolo magntico en un campo magntico experimenta unmomento de un par de fuerzasy unafuerzaque pueda ser expresada en trminos de un campo y de la magnitud del dipolo (por ejemplo sera elmomento magntico dipolar). c) Dipolos Magnticos Atmicos:La causa fsica del magnetismo en los cuerpos, distinto a lacorriente elctrica, es por los dipolos atmicos magnticos.Dipolos magnticoso momentos magnticos, en escala atmica, resultan de dos tipos diferentes del movimiento de electrones. El primero es el movimiento orbital del electrn sobre suncleo atmico; este movimiento puede ser considerado como una corriente de bucles, resultando en el momento dipolar magntico del orbital. La segunda, ms fuerte, fuente de momento electrnico magntico, es debido a las propiedades cunticas llamadas momento despindel dipolo magntico (aunque la teora mecnica cuntica actual dice que los electrones no giran fsicamente, ni orbitan el ncleo).El momento magntico general de un tomo es la suma neta de todos los momentos magnticos de los electrones individuales. Por la tendencia de los dipolos magnticos a oponerse entre ellos se reduce la energa neta. En un tomo los momentos magnticos opuestos de algunos pares de electrones se cancelan entre ellos, ambos en un movimiento orbital y en momentos magnticos de espn. As, en el caso de un tomo conorbitales electrnicoso suborbitales electrnicos completamente llenos, el momento magntico normalmente se cancela completamente y solo los tomos con orbitales electrnicos semillenos tienen un momento magntico. Su fuerza depende del nmero de electrones impares.La diferencia en la configuracin de los electrones en varios elementos determina la naturaleza y magnitud de los momentos atmicos magnticos, lo que a su vez determina la diferencia entre las propiedades magnticas de varios materiales. Existen muchas formas de comportamiento magntico o tipos de magnetismo: el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo; esto se debe precisamente a las propiedades magnticas de los materiales, por eso se ha estipulado una clasificacin respectiva de estos, segn su comportamiento ante un campo magntico inducido, como sigue:

Clasificacin de los Materiales Magnticos:Tipo de materialCaractersticas

No magnticoNo afecta el paso de las lneas de Campo magntico.Ejemplo: elvaco.

DiamagnticoMaterial dbilmente magntico. Si se sita una barra magntica cerca de l, sta lo repele.Ejemplo:bismuto(Bi),plata(Ag),plomo(Pb),agua.

ParamagnticoPresenta un magnetismo significativo. Atrado por la barra magntica.Ejemplo:aire,aluminio(Al),paladio(Pd),magneto molecular.

FerromagnticoMagntico por excelencia o fuertemente magntico. Atrado por la barra magntica.Paramagntico por encima de latemperatura de Curie(Latemperaturade Curie del hierro metlico es aproximadamente unos 770C).Ejemplo:hierro(Fe),cobalto(Co),nquel(Ni),acerosuave.

AntiferromagnticoNo magntico an bajo accin de un campo magntico inducido.Ejemplo:xido de manganeso(MnO2).

FerrimagnticoMenor grado magntico que los materiales ferromagnticos.Ejemplo:ferrita de hierro.

SuperparamagnticoMateriales ferromagnticos suspendidos en unamatriz dielctrica.Ejemplo: materiales utilizados en cintas de audio y video.

FerritasFerromagntico de bajaconductividad elctrica.Ejemplo: utilizado como ncleo inductores para aplicaciones de corriente alterna.

d) Monopolos Magnticos:Puesto que un imn de barra obtiene su ferromagnetismo de los electrones magnticos microscpicos distribuidos uniformemente a travs del imn, cuando un imn es partido a la mitad cada una de las piezas resultantes es un imn ms pequeo. Aunque se dice que un imn tiene un polo norte y un polo sur, estos dos polos no pueden separarse el uno del otro. Un monopolo -si tal cosa existe- sera una nueva clase fundamentalmente diferente de objeto magntico. Actuara como un polo norte aislado, no atado a un polo sur, o viceversa. Los monopolos llevaran "carga magntica" anloga a la carga elctrica. A pesar de bsquedas sistemticas a partir de 1931 (como la de 2006), nunca han sido observadas, y muy bien podran no existir.(ref). Milton menciona algunos eventos no concluyentes y an concluye que "no ha sobrevivido en absoluto ninguna evidencia de monopolos magnticos".7. Fuerzas Magnticas:El movimiento de un imn puede producir una corriente elctrica. Si la corriente elctrica crea un campo magntico, en forma inversa, el campo magntico puede producir una corriente inducida. Es el principio de la induccin electromagntica de Michael Faraday.Las fuerzas magnticas son producidas por el movimiento de partculas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relacin entre la electricidad y el magnetismo8. Polos Magnticos:El magnetismo es producido por imanes naturales o artificiales. Adems de su capacidad de atraer metales, tienen la propiedad de polaridad. Los imanes tienen dos polos magnticos 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 tendr los dos polos.Cuando se pasa una piedra imn por un pedazo de hierro, ste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de hierro.La atraccin o repulsin entre dos polos magnticos disminuye a medida que aumenta el cuadrado de la distancia entre ellos.9. Tipos de Materiales Magnticos:Puesto que un imn de barra obtiene su ferromagnetismo de los electrones magnticos microscpicos distribuidos uniformemente a travs del imn, cuando un imn es partido a la mitad cada una de las piezas resultantes es un imn ms pequeo. Aunque se dice que un imn tiene un polo norte y un polo sur, estos dos polos no pueden separarse el uno del otro. Un monopolo -si tal cosa existe- sera una nueva clase fundamentalmente diferente de objeto magntico. Actuara como un polo norte aislado, no atado a un polo sur, o viceversa. Los monopolos llevaran "carga magntica" anloga a la carga elctrica. A pesar de bsquedas sistemticas a partir de 1931 (como la de 2006), nunca han sido observadas, y muy bien podran no existir. Milton menciona algunos eventos no concluyentes y an concluye que "no ha sobrevivido en absoluto ninguna evidencia de monopolos magnticos".a) Electromagnetos:Un electroimn es un imn hecho de alambre elctrico bobinado en torno a un material magntico como el hierro. Este tipo de imn es til en los casos en que un imn debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes gras para levantar chatarra de automviles.Para el caso decorriente elctricase desplazan a travs 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 (convencional actual", a la inversa de la direccin del movimiento real de los electrones), entonces el campo magntico hace una recapitulacin de todo el cable en la direccin indicada por los dedos de la mano derecha. Como puede observarse geomtricamente, en caso de un bucle ohlicede cable, est formado de tal manera que el actual es viajar en uncrculo, a continuacin, todas las lneas de campo en el centro del bucle se dirigen a la misma direccin, lo que arroja un'magnticadipolo'cuya fuerza depende de la actual en todo el bucle, o el actual en la hlice multiplicado por el nmero de vueltas de alambre. En el caso de ese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la direccin del flujo de corriente convencional (es decir, el positivo y el negativo, la direccin opuesta al flujo real de los electrones), el pulgar apuntar en la direccin correspondiente al polo norte del dipolo.b) Magnetos Temporales y Permanentes:Un imn permanente conserva su magnetismo sin uncampo magnticoexterior, mientras que un imn temporal slo es magntico, siempre que est situado en otro campo magntico. Inducir el magnetismo del acero en los resultados en un imn de hierro, pierde su magnetismo cuando la induccin de campo se retira. Un imn temporal como el hierro es un material adecuado para los electroimanes. Los imanes son hechos por acariciar con otro imn, la grabacin, mientras que fija en un campo magntico opuesto dentro de unasolenoidebobina, se suministra con una corriente directa. Un imn permanente puede perder su magnetismo al ser sometido al calor, a fuertes golpes, o colocarlo dentro de un solenoide se suministra con una reduccin de corriente alterna.10. Unidades de Magnetismo:a) Unidades del SI relacionadas con el Magnetismo: Tesla [T] = unidad de campo magntico. Weber [Wb] = unidad de flujo magntico. Amper [A] = unidad de corriente elctrica, que genera campos magnticos.b) Otras Unidades: Gauss, abreviado como G, es launidadCGSdeinduccin magntica(B). Oersted, es launidadCGSdecampo magntico. Maxwell, es launidadCGSdeflujo magntico.

11. Concepto de Campo Magntico:Elcampo magnticoes el efecto sobre una regin del espacio en la que unacarga elctricapuntual de valorq, que se desplaza a unavelocidad, experimenta los efectos de unafuerzaque esperpendiculary proporcional tanto a la velocidadvcomo al campoB. As, dicha carga percibir una fuerza descrita con la siguiente ecuacin.

dondeFes la fuerza,ves la velocidad yBel campo magntico, tambin llamadoinduccin magnticaydensidad de flujo magntico. (Ntese que tantoFcomovyBson magnitudes vectoriales y elproducto vectorialtiene como resultante un vector perpendicular tanto avcomo aB). El mdulo de la fuerza resultante ser

La existencia de un campo magntico se pone de relieve gracias a la propiedad (la cual la podemos localizar en el espacio) de orientar un magnetmetro(laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de unabrjula, que evidencia la existencia delcampo magntico terrestre, puede ser considerada un magnetmetro.Un imn atrae pequeos trozos de limadura de hierro, nquel y cobalto, o sustancias compuestas a partir de estos metales ferromagnticos.La imantacin se transmite a distancia y por contacto directo. La regin del espacio que rodea a un imn y en la que se manifiesta las fuerzas magnticas se llama campo magntico.Las lneas del campo magntico revelan la forma del campo. Las lneas de campo magntico emergen de un polo, rodean el imn y penetran por el otro polo.Fuera del imn, el campo esta dirigido del polo norte al polo sur. La intensidad del campo es mayor donde estn mas juntas las lneas (la intensidad es mxima en los polos.12. Historia de Campo Magntico:Si bien algunos materiales magnticos han sido conocidos desde la antigedad, como por ejemplo el poder de atraccin que sobre el hierro ejerce lamagnetita, no fue sino hasta elsiglo XIX cuando la relacin entre laelectricidady el magnetismo qued plasmada, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo.Antes de 1820, el nico magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambi con un profesor de ciencias poco conocido de laUniversidad de Copenhague,Dinamarca,Hans Christian Oersted. En 1820 Oersted prepar en su casa una demostracin cientfica a sus amigos y estudiantes. Plane demostrar el calentamiento de un hilo por una corriente elctrica y tambin llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de brjula montada sobre una peana de madera.Mientras llevaba a cabo su demostracin elctrica, Oersted not para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente elctrica, se mova la aguja de la brjula. Se call y finaliz las demostraciones, pero en los meses sucesivos trabaj duro intentando explicarse el nuevo fenmeno. Pero no pudo! La aguja no era ni atrada ni repelida por ella. En vez de eso tenda a quedarse enngulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la relacin intrnseca entre el campo magntico y el campo elctrico plasmada en lasecuaciones de Maxwell.Como ejemplo para ver la naturaleza un poco distinta del campo magntico basta considerar el intento de separar el polo de un imn. Aunque rompamos un imn por la mitad ste "reproduce" sus dos polos. Si ahora volvemos a partir otra vez en dos, nuevamente tendremos cada trozo con dos polos norte y sur diferenciados. En magnetismo no existen losmono polos magnticos.

13. Naturaleza de un Campo Magntico:El magnetismo esta muy relacionado con la electricidad. Una carga elctrica esta rodeada de un campo elctrico, y si se esta moviendo, tambin de un campo magntico. Esto se debe a las distorsiones que sufre el campo elctrico al moverse la partcula.El campo elctrico es una consecuencia relativista del campo magntico. El movimiento de la carga produce un campo magntico.En un imn de barra comn, que al parecer esta inmvil, esta compuesto de tomos cuyos electrones se encuentran en movimiento (girando sobre su orbita. Esta carga en movimiento constituye una minscula corriente que produce un campo magntico. Todos los electrones en rotacin son imanes diminutos.14. Nombre de Campo Magntico:El nombre decampo magnticoointensidad del campo magnticose aplica a dos magnitudes: Laexcitacin magnticaocampo Hes la primera de ellas, desde el punto de vista histrico, y se representa conH. Lainduccin magnticaocampo B, que en la actualidad se considera el autntico campo magntico, y se representa conB.Desde un punto de vista fsico, ambos son equivalentes en el vaco, salvo en una constante de proporcionalidad que depende del sistema de unidades: 1 en el sistema de Gauss,en el SI. Solo se diferencian en medios materiales con el fenmeno de lamagnetizacin.15. Espectros Magnticos:Si espolvoreamos limaduras de hierro sobre un vidrio o una cartulina colocados sobre uno o varios imanes, obtendremos una figura llamada espectro magntico, que nos demostrar visualmente la forma del campo.Las limaduras se disponen formando lneas, llamadaslneas de fuerza delcampo magntico. Hay una manera muy sencilla de conservar un espectro: sobre la hoja de papel donde se lo ha formado, se coloca una hoja de papel adhesivo transparente y las limaduras de hierro ya no se pueden mover ms.

16. Uso de Campo Magntico:El campoHse ha considerado tradicionalmente el campo principal o intensidad de campo magntico, ya que se puede relacionar con unascargas,masasopolos magnticospor medio de una ley similar a la de Coulomb para la electricidad. Maxwell, por ejemplo, utiliz este enfoque, aunque aclarando que esas cargas eran ficticias. Con ello, no solo se parte de leyes similares en los campos elctricos y magnticos (incluyendo la posibilidad de definir unpotencial escalar magntico), sino que en medios materiales, con la equiparacin matemtica deHconE, por un lado, y deBconD, por otro, se pueden establecer paralelismos tiles en las condiciones de contorno y las relaciones termodinmicas; las frmulas correspondientes en elsistema electromagntico de Gaussson:

En electrotecnia no es raro que se conserve este punto de vista porque resulta prctico.Con la llegada de las teoras del electrn de Lorentz y Poincar, y de la relatividad de Einstein, qued claro que estos paralelismos no se corresponden con la realidad fsica de los fenmenos, por lo que hoy es frecuente, sobre todo en fsica, que el nombre decampo magnticose aplique aB(por ejemplo, en los textos de Alonso-Finn y de Feynman).En la formulacin relativista del electromagnetismo,Eno se agrupa conHpara el tensor de intensidades, sino conB.En 1944, F. Rasetti prepar un experimento para dilucidar cul de los dos campos era el fundamental, es decir, aquel que acta sobre una carga en movimiento, y el resultado fue que el campo magntico real eraBy noH. Para caracterizarHyBse ha recurrido a varias distinciones. As,Hdescribe cuan intenso es el campo magntico en la regin que afecta, mientras queBes la cantidad de flujo magntico por unidad de rea que aparece en esa misma regin. Otra distincin que se hace en ocasiones es queHse refiere al campo en funcin de sus fuentes (las corrientes elctricas) yBal campo en funcin de sus efectos (fuerzas sobre las cargas).17. Teora Electromagntica:A finales del siglo XVIII yprincipiosdel XIX se investigaron simultneamente lasteorasde la electricidad y el magnetismo.. En 1831, despes de que Hans Oersted comenzar a describir una relacin entre la electricidad y el magnetismo, y el francs Andr Marie Ampre seguido por el fsico francs Dominique Franois profundizarn en dicho campo, el cientfico britnico Michael Faraday descubri que el movimiento de un imn en las proximidades de un cable induce en ste una corriente elctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. La unificacin plena de las teoras de la electricidad y el magnetismo se debi al fsico britnico James Clerk Maxwell, que predijo la existencia deondaselectromagnticas e identific laluzcomo un fenmeno electromagntico.Despus de que el fsico francs Pierre Ernst Weiss postular la existencia de un campo magntico interno, molecular, en los materiales como el hierro, las propiedades magnticas se estudiaron de forma cada vez ms detallada, lo que permiti que ms tarde otros cientficos predijeran muchasestructurasatmicas del momento magntico ms complejas, con diferentes propiedades magnticas18. Fuentes del Campo Magntico:Un campo magntico tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es unacorriente elctricade conduccin, que da lugar a un campo magntico esttico. Por otro lado unacorriente de desplazamientoorigina un campo magntico variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.La relacin entre el campo magntico y una corriente elctrica est dada por laley de Ampre. El caso ms general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da laley de Ampre-Maxwell.a) Campo Magntico Producido Por Una Carga Puntual:El campo magntico generado por una nica carga en movimiento (no por una corriente elctrica) se calcula a partir de la siguiente expresin:

Donde. Esta ltima expresin define uncampo vectorial solenoidal, para distribuciones de cargas en movimiento la expresin es diferente, pero puede probarse que el campo magntico sigue siendo un campo solenoidal.b) Campo Magntico Producido Por Una Distribucin de Cargas:La inexistencia de cargas magnticas lleva a que el campo magntico es uncampo solenoidallo que lleva a que localmente puede ser derivado de unpotencial vector, es decir:

A su vez este potencial vector puede ser relacionado con el vectordensidad de corrientemediante la relacin:

La ecuacin anterior planteada sobre, con una distribucin de cargas contenida en un conjunto compacto, la solucin es expresable en forma de integral. Y el campo magntico de una distribucin de carga viene dado por:

c) Inexistencia de Cargas Magnticas Aisladas:Cabe destacar que, a diferencia delcampo elctrico, en el campo magntico no se ha comprobado la existencia demonopolos magnticos, slodipolos magnticos, lo que significa que las lneas de campo magntico son cerradas, esto es, el nmero neto de lneas de campo que entran en una superficie es igual al nmero de lneas de campo que salen de la misma superficie. Un claro ejemplo de esta propiedad viene representado por las lneas de campo de unimn, donde se puede ver que el mismo nmero de lneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, desde donde vuelven por el interior del imn hasta el norte.Como se puede ver en el dibujo, independientemente de que la carga en movimiento sea positiva o negativa, en el punto A nunca aparece campo magntico; sin embargo, en los puntos B y C el campo magntico invierte su direccin dependiendo de si la carga es positiva o negativa. La direccin del campo magntico viene dado por la regla de la mano derecha, siendo las pautas las siguientes:En primer lugar se imagina un vector qv, en la misma direccin de la trayectoria de la carga en movimiento. La direccin de este vector depende del signo de la carga, esto es, si la carga es positiva y se mueve hacia la derecha, el vector +qv estar orientado hacia la derecha. No obstante, si la carga es negativa y se mueve hacia la derecha, el vector es -qv va hacia la izquierda.A continuacin, vamossealandocon los cuatro dedos de lamano derecha(ndice, medio, anular y meique), desde el primer vector qv hasta el segundo vector Ur, por el camino ms corto o, lo que es lo mismo, el camino que forme el ngulo menor entre los dos vectores. El pulgar extendido indicar en ese punto la direccin del campo magntico.d) Energa Almacenada en Campos Magnticos:La energa es necesaria para generar un campo magntico, para trabajar contra el campo elctrico que un campo magntico crea y para cambiar la magnetizacin de cualquier material dentro del campo magntico. Para los materiales no-dispersivos, se libera esta misma energa tanto cuando se destruye el campo magntico para poder modelar esta energa, como siendo almacenado en el campo magntico.Para materiales lineales y no dispersivos (tales quedonde es independiente de la frecuencia), la densidad de energa es:

Si no hay materiales magnticos alrededor, entonces el se puede substituir por 0. La ecuacin antedicha no se puede utilizar para los materiales no lineales, se utiliza una expresin ms general dada abajo.Generalmente la cantidad incremental de trabajo por el W del volumen de unidad necesitado para causar un cambio pequeo del B del campo magntico es: W= H*BUna vez que la relacin entre H y B se obtenga, esta ecuacin se utiliza para determinar el trabajo necesitado para alcanzar un estado magntico dado. Para los materiales como los ferromagnticos y superconductores el trabajo necesitado tambin depender de cmo se crea el campo magntico.19. Determinacin del Campo de Induccin Magntica B:El campo magntico para cargas que se mueven a velocidades pequeas comparadas convelocidad de la luz, puede representarse por uncampo vectorial. Sea unacarga elctricade pruebaen un punto P de una regin del espacio movindose a una cierta velocidad arbitrariavrespecto a un cierto observador que no detecte campo elctrico. Si el observador detecta una deflexin de la trayectoria de la partcula entonces en esa regin existe un campo magntico. El valor o intensidad de dicho campo magntico puede medirse mediante el llamado vector de induccin magnticaB, a veces llamado simplemente "campo magntico", que estar relacionado con la fuerzaFy la velocidadvmedida por dicho observador en el punto P: Si se vara la direccin devpor P, sin cambiar su magnitud, se encuentra, en general, que la magnitud deFvara, si bien se conserva perpendicular av. A partir de la observacin de una pequea carga elctrica de prueba puede determinarse la direccin y mdulo de dicho vector del siguiente modo: La direccin del "campo magntico" se define operacionalmente del siguiente modo. Para una cierta direccin dev, la fuerzaFse anula. Se define esta direccin como la deB. Una vez encontrada esta direccin el mdulo del "campo magntico" puede encontrarse fcilmente ya que es posible orientar avde tal manera que la carga de prueba se desplace perpendicularmente aB. Se encuentra, entonces, que laFes mxima y se define la magnitud deBdeterminando el valor de esa fuerza mxima:

En consecuencia:Si una carga de prueba positivase dispara con una velocidadvpor un punto P y si obra una fuerza lateralFsobre la carga que se mueve, hay una induccin magnticaBen el punto P siendoBel vector que satisface la relacin:

La magnitud deF, de acuerdo a las reglas del producto vectorial, est dada por la expresin:

Expresin en la quees el ngulo entrevyB.El hecho de que la fuerza magntica sea siempre perpendicular a la direccin del movimiento implica que el trabajo realizado por la misma sobre la carga, es cero. En efecto, para un elemento de longitudde la trayectoria de la partcula, el trabajoesque vale cero por seryperpendiculares. As pues, un campo magntico esttico no puede cambiar la energa cintica de una carga en movimiento.Si una partcula cargada se mueve a travs de una regin en la que coexisten un campo elctrico y uno magntico la fuerza resultante est dada por:

Esta frmula es conocida comoRelacin de Lorentz

20. Campo Magntico en Relatividad:a) Campo Medido por Dos Observadores:La teora de la relatividad especial prob que de la misma manera que espacio y tiempo no son conceptos absolutos, la parte elctrica y magntica de un campo electromagntico dependen del observador. Eso significa que dados dos observadoresyen movimiento relativo un respecto a otro el campo magntico y elctrico medido por cada uno de ellos no ser el mismo. En el contexto de la relatividad especial si los dos observadores se mueven uno respecto a otro con velocidad uniformevdirigida segn el eje X, las componentes de los campos elctricos medidas por uno y otro observador vendrn relacionadas por:

Y para los campos magnticos se tendr:

Ntese que en particular un observador en reposo respecto a una carga elctrica detectar slo campo elctrico, mientras que los observadores que se mueven respecto a las cargas detectarn una parte elctrica y magntica.b) Campo Creado por Una Carga en Movimiento:El campo magntico creado por una carga en movimiento puede probarse por la relacin general:

que es vlida tanto en mecnica newtoniana como en mecnica relativista. Esto lleva a que una carga puntual moviendose a una velocidadvproporciona un campo magntico dado por:

21. Unidades y Magnitudes Tpicas:La unidad deBen el SI es el tesla, que equivale a wber por metro cuadrado (Wb/m) o a voltio segundo por metro cuadrado (V s/m); en unidades bsicas es kg s2A1. Su unidad en sistema de Gauss es el gauss (G); en unidades bsicas es cm1/2g1/2s1.La unidad deHen el SI es el amperio por metro (A/m) (a veces llamado ampervuelta por metro). Su unidad en el sistema de Gauss es el orsted (Oe), que es dimensionalmente igual al Gauss.Lamagnituddelcampo magntico terrestreen la superficie de la Tierra es de alrededor de 0.5G. Los imanes permanentes comunes, dehierro, generan campos de unos pocos cientos de Gauss, esto es a corto alcance la influencia sobre una brjula es alrededor de mil veces ms intensa que la del campo magntico terrestre; como la intensidad se reduce con el cubo de la distancia, a distancias relativamente cortas el campo terrestre vuelve a dominar. Los imanes comerciales ms potentes, basados en combinaciones demetales de transicinytierras rarasgeneran campos hasta diez veces ms intensos, de hasta 3000-4000 G, esto es, 0.3-0.4 T. El lmite terico para imanes permanentes es alrededor de diez veces ms alto, unos 3 Tesla. Los centros de investigacin especializados obtienen de forma rutinaria campos hasta diez veces ms intensos, unos 30T, medianteelectroimanes; se puede doblar este lmite mediante campos pulsados, que permiten enfriarse al conductor entre pulsos. En circunstancias extraordinarias, es posible obtener campos incluso de 150 T o superiores, mediante explosiones que comprimen las lneas de campo; naturalmente en estos casos el campo dura slo unosmicrosegundos. Por otro lado, los campos generados de forma natural en la superficie de unplsarse estiman en el orden de los cientos de millones de Tesla. En el mundo microscpico, atendiendo a los valores delmomento dipolarde iones magnticos tpicos y a la ecuacin que rige la propagacin del campo generado por undipolo magntico, se verifica que a unnanmetrode distancia, el campo magntico generado por un electrn aislado es del orden de 3 G, el de unamolcula imntpica, del orden de 30 G y el de un ion magntico tpico puede tener un valor intermedio, de 5 a 15 G. A unAngstrom, que es un valor corriente para unradio atmicoy por tanto el valor mnimo para el que puede tener sentido referirse al momento magntico de un ion, los valores son mil veces ms elevados, esto es, delorden de magnituddel Tesla.22. Campo Magntico Terrestre:Hace mucho tiempo se considera como un imn la tierra, debido a que en su ncleo hay hierro.DATO: el acero se imanta con mayor facilidad que el hierro, pero su efecto es ms duradero.A causa del campo magntico terrestre, un imn que gire libremente se alineara en direccin norte -sur.23. La Brjula:La brjula seala al norte magntico de la tierra, que no coincide con el norte geogrfico, ya que conoce haba explicado antes los polos opuestos se atraen y los similares se repelen, en el norte geogrfico de la tierra se encuentra el polo sur magnticamente hablando por lo que su opuesto (el norte en este caso) apunta lo contrario en una brjula.24. Representacin de las Lneas de Fuerza:Sabemos que un imn atrae un trozo de hierro con una fuerza tanto mayor cuanto menor es la distancia que los separa. Esto puede expresarse diciendo LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNTICO ES MAYOR CERCA DE LOS POLOS Por otra parte, en los espectros magnticos se observa que las limaduras estn mas apretadas cerca de los polos por lo que EL CAMPO MAGNTICO TIENE MAYOR INTENSIDAD DONDE HAY MAYOR DENSIDAD25. Reconocimiento de un Polo: Si se aproxima el polo norte de una aguja magntica al polo norte de otra, se repelen; lo mismo sucede si se aproxima un polo sur a otro polo sur. En cambio, un polo sur y un polo norte se atraen. Polos del mismo nombre se rechazan; polos de nombres contrarios se atraen .26. Concepto de Imn:En el interior de un trozo de acero hay un gran nmero de regiones imantadas, llamadas dominios, que normalmente estn revueltas sin orden, de modo que sus efectos se contrarrestan y el acero no est imantado. Cuando los dominios se orientan en una misma direccin, el acero se imanta y el extremo hacia el que sealan los polos norte de los dominios se convierte en polo norte del imn.27. Polos de un Imn.Si introducimos una barra imanada entre limaduras de hierro al sacarla observamos que en los extremos hay prendidas mas limaduras que en la parte central. En la zona media no ha quedado adherida ninguna. Esto evidencia que la fuerza de un imn es mayor en los extremos, y que en el medio no hay fuerza de atraccin. Los extremos de un imn se llaman polos del imn, y la parte media zona neutra.

CONCLUSIONES Los imanes atraen fuertemente, sobre todo hacia susdos polos, a las llamadas sustancias ferromagnticas, dbilmente a las paramagnticas y nada a las diamagnticas. Las sustancias atradas se portan a su vez como imanes mientras estn en el campo.

El comportamiento de la brjula indica que la Tierra es un gran imn con sus polos magnticos cerca de los geogrficos.El polo de un imn que tiende a orientarse hacia el Norte terrestre se denominapolo norte del imn, y el que se oriente hacia el Sur geogrfico es elpolo sur del imn.Los imanes se atraen por sus polos opuestos y se repelen por sus polos idnticos.

El campo magntico tiene la direccin dada por sus lneas de fuerza que parten del polo norte del imn y se sumergen en el polo sur. En el interior del imn, las lneas de fuerza se mantienen paralelas, de sur a norte, indicando un campo homogneo.

Como comprob ersted, las corrientes elctricas producen campos magnticos con lneas de fuerza que forman crculos concntricos centrados en la misma corriente.El campo magntico est originado por partculas cargadas en movimiento.

ANEXOS

WEBGRAFAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#cahttp://html.rincondelvago.com/campo-magnetico-e-imanes.html

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