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El campo magnét¡co

Johannes G. Lang

MARCOMBO. S.A.

Título de Ia edición original en alemán

Introducción

Das magnetlsche Feld (PU 07) oor Johannes G. Lans

'Si"*"n. Aktiengesellschaft, Berlín ¡Munich

Lacorrienteeléctricavasiempfeacompañadadefenómenosmagnéticos.Este ¿"r"mpeña una función importante en casi todos de la corriente efecto "r¿"t¡"u los aparatos y máquinas eléctricas'

una ayuda para El presente volumen del programa de enseñanza constituye conocef oel campo magnético>'

Lamateriatratadaenestelibroseexponeendiversaslecciones.Enellasse de la genefaque resultan describen los múltiptes conceptos y lai relaciones magnético' campo un de y intensiñcación la ;ü;;;;""ción

debe contestar' Al dorso En cada lección se plantea una pregunta que-el lector encontrará, para control lecciones ias de ¿" ru n.¡" co.r"rponai"rrt" u ""du.inu correcta' propio, la resPuesta

Enelapéndicesedaunabreveexplicacióndelaterminologíautilizadaenesta obra.

O

1985 by Siemens Aktiengesellschaft, Berlín y Munich

& MARCOMBO,

S.A. Gran Via de les Corts Catalanes, 594 08007 Ba¡celona

No se permite la reproducción total o parcial de este libro, ni el almacenamiento en un sistema de informática ni transmisión en cualquier forma o por cualquier medio, electrónico, mecánico, fotocopia, registro u otros métodos sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright.

ISBN: 84-267-0588-X, Marcombo ISBN: 3-80094807-9, Siemens Aktiengesellschaft Depósito Legal: B; 29.190 - 1985 Impreso en España Printed in Spain Fotocomposición: Tecfa, S.A. Pedro IV, 160. 08005 Ba¡celona Impresión: Grafesa, Nápoles, 249; 08013 Barcelona

Propiedades de los imanes

Lección (L)

I

Entre los materiales ferromagnéticos que son atraídos por los imanes, figuran el hierro (acero o fundición de hierro), el níquel, el cobalto, determinadas aleaciones, como por ejemplo alnico (aluminio-níquel-cobalto), y óxidos mixtos sinterizados (ferritas). Mediante un tratamiento especial se pueden convertir las piezas de los materiales ferromagnéticos en imanes permanentes.

Los imanes más conocidos son los que tienen forma de barra o de herradura, así como las agujas de brújulas.

Todos los imanes tienen dos propiedades peculiares: L. Atraen el hierro y lo retienen (efecto de fuerza). 2. Si se pueden mover libremente, se sitúan en dirección norte-sur (efecto de

orientación). Este efecto de orientación, o direccional, se aplica en la brújula. Su aguja, colocada de modo que pueda girar, se orienta en el campo magnético de la Tierra de tal forma que siempre la misma punta (por regla general, de color azul) señala aproximadamente hacia el polo Norte geográfico. Esta parte de la aguja se denomina polo norte y, en consecuencia, el extremo opuesto recTbe el nombre de ...

Complete la frase Picnse Si sabe la respuesta, escriba en su cuaderno (no en el libro) una R (respuesta) y el número de la lección correspondiente y, a continuación, la respuesta que crea oportuna. es decir: R 1..

Ahora es cuando debe comparar, para control propio, su respucsta con la solución correcta R I

L2

Polos magnéticos

Si se introduce en un montón de limaduras de hierro un imán recto, éste las atrae. En la siguiente figura se indica la distribución de las limaduras.

La respuesta escrita cn su cuaderno debiera scr análoga a la siguiente

Los extremos del imán atraen gran cantidad de limaduras de hierro, mientras que en el centro apenas hay. Los puntos de máxima atracción se denomln¿ln polos del imán. En concordancia con su efecto de orientación, cada imán tiene un polo norte y otro sur-

RI Polo sur

Si se observa el comportamiento mutuo de dos imanes, se constata que sus polos ejercen fuerzas entre sí, como se indica en la figura siguiente.

Atracción S

S

N

Repulsión S

Scguramente habrá razonado bicn y, por consiguicnte, cn su cuadcrno figurará la primcra rcspucsta corrccla Anote succsivamcntc del mismo modo las rcspucslas dc las lccciones siquienles

N

N

S

Enuncie, basándose en la figura anterior, la regla referente a la atracción y repulsión de los polos de dos imanes y escríbala en su cuaderno.

L3

Imanes moleculares

Si se divide por la mitad un imán recto, se forman nuevos polos opuestos en el punto de separación, que anteriormente no existían. Cada uno de los dos imanes parciales tiene un polo norte y otro sur.

N

S

S

N

S

N

Si se siguiese dividiendo el imán en partes cada vez más pequeñas, la partícula

R2

menor que puede conseguirse por división ----es decir, la molécula- también estaría magnetizada. A estas fracciones ínfimas se les ha dado el nombre de

Los polos de distinto nombre (es decir el polo norte y et sur) se atraen.

imanes moleculares.

Los polos de igual nombre (es decir, dos polos norte o dos sur) se repelen.

Por consiguiente, todos los materiales magnéticos están constituldos a base de dichos imanes moleculares. Mientras los materiales no están imantados, los imanes moleculares se encuentran en desorden, por 1o que no se exterioriza efecto magnético alguno. Este se consigue aproximando un imán permanente que magnetiza el material. Entonces se ordenan los imanes moleculares. ljn número cadavez mayor de polos norte señalan en el mismo sentido, y el material se vuelve magnético.

¿,Qué proceso

.-

provoca la imantación en el material'J

Salu¡?ción m¡gnétic¡ y nágnetismo

¡emenente

L4

Cuanto nayor s€a el núnerc de imanes nolecülares orientados en un matenal' tanto más intenso será su efecto m¡gnético. Si están o¡denados todos los ima_ nes ¡noleculares, es ¡mposible increnent¡r dicho efecto magnético En tal caso' está magnéticM$te satw¿.to. Después de imartado, el aerc cons€Na bastante bien sus prcpi€dades ma8_ néticás. Sóto un porcentaj€ redúido de los imanes moleculares vu€lve a una posición desordenada después de suprinir el electo magnetizante. La mayor parte de los inanes noleculares pe¡manec€ o¡ientada debido al rozam¡e¡to intemo. t¡s materiales que tienen esta propiedad se deññiaan ñagnética

el mat rizl

Mateñal* Mp¿ticomente ál¿¡¡dd son aquellos qüe pie¡den la mayor parte de su nagnelismo al supimir el €fecto nagnetizdte. El rczáÍi€nto inte¡no e¡ dichos mat€.ial€s es débill los imanes moleculdes se pued€n ordenar @n

facilidad, p€ro también vuelven fácilmentc al estado de desorden Un material magnéticam€nte blando es, Por €j€mplo, la chapa masnética. La Propiedad indicada hace que 106 material€s dagnéticamente bl¡ndos sean aproP¡ados, entre otros fircs' para su empleo en transformadores'

R3 La imantación provoca la orientación de los inanes notecutares hacia un norte común y un polo suf, tanbién común.

lt,

polo

El m¿gnetismo que queda etr un naterial después de su imantación se denomiña nagretismo rcMrcnte o remanencia. Mediaite vib¡aciones fuertes o ca-

lentamiento int€nso se pueden desofdenar, en parte o po¡ completo, los imanes nol€culares en los matenales magnéticamente du¡os v blandos.

f--'l

JDe oué forma se pueden debilitar las propiedades magnéticasde un

Llll

imán p€rmanenter I

I

El campo magnético

L5

El espacio en que actúan fuerzas magnéticas

se denomina campo magnético. Este se forma, por ejemplo, entre los extremos de un imán recto o entre los brazos de un imán en forma de herradura.

Al igual que los campos eléctricos, también es posible visualizar los magnéticos*. Si por encima de un imán se coloca un papel tensado en un marco y se esparcen sobre él limaduras de hierro, éstas se ordenan, como consecuencia de la fuerza que actúa sobre ellas, formando líneas. Por este motivo, se habla de las líneas de fuerza o del campo magnético. Hay que imaginarse el espacio alrededor del imán atravesado por líneas de fuerza.

R4 El magnetismo de un imán permanente se pierde, parcialmente o por completo, por vibraciones fuertes o calentamiento intenso.

En la figura se muestra la disposición de las limaduras de hierro en el campo maenético de un imán recto.

* Véase el volumen

Sinterizar

:

Sistema Internacional de Unidades

Aglomerar materiales en estado pastoso a una temperatura algo inferior a[ punto de fusión (Lec-

ción 1)

Definiciones

Nicola Tesla (1856-1943), físico croata (Lec-

Aislantes

Materiales de conductibilidad eléctrica reducida o nula (Lección tl)

Tesla

Aleación

Material formado por fusión de varios metales

Transformador

Aparato para transformar energía eléctrica (Lección 4)

Weber

Withelm Weber (1804-1891), físico alemán (Lec-

(Lección Corriente alterna

1)

Corriente eléctrica con variación periódica

de

sentido lLección 4)

Corriente continua

ción 24)

ción 23)

Corriente eléctrica de sentido constante (Lección 8)

Dinámico

En movimiento (Lección l6)

Electrones

Partículas de electricidad (Lección ll)

Estabilización

Establecimiento del equilibrio (Lección 12)

Ferrita

Palabra derivada de ferrum len latín (Lección 1)

Ferromagnético

Magnético como el hierro (Lección 1)

Gauss

Karl Friedrich Gauss (1777-1855), físico alemán

de tamaño

:

mínimo

hierro)

(Lección 24) Homogéneo

Uniforme, en el mismo sentido (Lección 2l)

Maxwell

James C. Maxwell (1831-1879), físico inglés (Lección 23)

Oxido

Combinación de un elemento con oxígeno (Lección 1)

Permeabilidad

Conductibilidad magnética (Lección 25)

Remanencia

Magnetismo remanente (palabra de origen latino) (Lección 4)

66

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