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• Maikol Lozada

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FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS www.uniagraria.edu.co

MAGNETISMO

Resumen— Esta práctica se trató de analizar las propiedades de los campos magnéticos. También las fuerzas magnéticas y torques I. INTRODUCCIÓN magnética creada por los polos del imán el poloLozada,Michael; norte y el polo surMedrano Luis Alfredo magnético. {login1, login2, …}@uniagraria.edu.co Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra Salcedo, Juan imánb que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el Observamos las propiedades que tenían algunos metales en níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad presencia de campo magnético producido por un imán. Se observo claramente que las líneas de campo en un imán se alineaban de forma que salían del polo norte hacia el polo sur, para esto se utilizó limallas de hierro que describían la trayectoria de las líneas de campo. También observamos cómo influye el campo magnético en la dirección de movimiento de un haz de electrones, utilizando un tubo de rayos catódicos. Este haz de electrones se desviaba en su dirección a medida que acercábamos un polo del imán. Aparte observamos lo que provoca el campo magnético en una cuba electrolítica que contiene sulfato de cobre y agua acidulada y unas partículas de madera, lo que hacía es que las partículas empezaban a rotar en un sentido del horario pero si cambiaban de polaridad al circuito, entonces las partículas rotaban en contra del sentido del horario.

Palabras Clave—magnetismo, polo positivo, polo negativo, imán, fuerza. Abstract— This practice is tried to analyze the magnetic field properties. Also the magnetic forces and magnetic torques created by the poles of the magnet's north pole and the magnetic south pole. We note that the properties had some metals in the presence of magnetic field produced by a magnet. Became clear that the field lines of a magnet are aligned so that left the North Pole to the South Pole, for this iron filings are used describing the path of the field lines. Also see how it influences the magnetic field in the direction of movement of an electron beam, using a cathode ray tube. The electron beam is deflected in the direction approached as a pole of the magnet. Besides causing the observed magnetic field in Cuba electrolyte containing copper sulfate and water and acidified wood particles, making the particles is started to rotate in a sense of time but if the polarity changing circuit then particles rotated against the direction of the schedule.

Keywords— magnetism, positive , negative , magnet strength.

recibe el nombre de magnetismo. Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva su magnetismo tras haber sido imantado. En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural. La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B. El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo. Para una aproximación excelente (pero ignorando algunos efectos cuánticos las ecuaciones de Maxwell (que simplifican la ley de Biot-Savart en 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 que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas también aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, del spin de la mecánica cuántica.

La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en una corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos) son también situaciones en que el campo magnético causa sus efectos, creando una fuerza. Cuando una partícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce una fuerza F dado por el producto cruz:

En la primera figura, vemos las líneas de campo magnético dentro y fuera de una barra magnética. Las líneas emergerían del polo norte y entrarían en el polo sur, pero carecen de principio y fin. En su lugar forman circuitos cerrados.

Figura 0.5: líneas de campo

Fórmula 1: fuerza magnética donde

es la carga eléctrica de la partícula,

es el vector

velocidad de a partícula y es el campo magnético. Debido a que esto es un producto cruz, la fuerza es perpendicular al movimiento de la partícula y al campo magnético. La fuerza magnética no realiza trabajo mecánico en la partícula, esto cambiaría la dirección del movimiento de ésta, pero esto no causa su aumento o disminución de la velocidad. La magnitud de la fuerza es: el ángulo entre los vectores

donde y

es

.

III.

ASPECTOS EXPERIMENTALES

MATERIALES UTILIZADOS:

•

Imán en forma de Herradura •

II.

ASPECTOS TEÓRICOS

LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO: Del mismo modo que el campo eléctrico E puede representarse mediante líneas de campo eléctrico, también el campo magnético B puede ser representado mediante líneas de campo magnético. En ambos casos, la dirección del campo viene indicada por la dirección de las líneas de campo, y la magnitud del campo por su densidad. Existen, sin embargo, dos importantes diferencias entre líneas del campo eléctrico y líneas de campo magnético: 1.

2.

Las líneas de campo eléctrico poseen la dirección de la fuerza eléctrica sobre la carga positiva, mientras que las líneas de campo magnético son perpendiculares a la fuerza magnética sobre una carga móvil. Las líneas de campo eléctrico comienzan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas; las líneas de campo magnético forman circuitos cerrados. Con los polos magnéticos aislados aparentemente no existen, no hay puntos en el espacio donde las líneas de campo magnético comiencen o terminen.

Vamos a ver un par de figuras donde se muestran las líneas de campo, tanto fuera como dentro de una barra imanada: a

Estudiantes de ingeniería ________. Docente de Física, Departamento Ciencias Básicas.

b

Frasco con elementos

•

Varilla cuadrada de Hierro •

Limallas de Hierro

fuerzas ejercidas por campos magnéticos En primer lugar, en una muestra constituida por clavos de Hierro, pernos de Cobre de Aluminio, Pedazos de Corcho, acercamos el imán, para poder observar que objetos atrae y que objetos no atrae, identificando de que material son y qué tipo de material magnético son. Se acercó finalmente una varilla de Hierro, e identificamos su polaridad.

Patrón del campo magnético Se analizó las líneas de campo de los imanes rectos, herraduras y los redondos Se colocó un papel sobre los imanes y se colocaron limallas de Hierro para poder visualizar las líneas de campo, (las limallas son muy livianas es decir de poca inercia, fácilmente manipulables por el campo magnéticos). Se anotó la forma de las líneas de campo en el informe.



En esta práctica pudimos concluir que un imán siempre apunta el norte magnético como lo realizamos con los imanes para descubrir cual lado

 IV.

y salen perpendiculares a la superficie de los imanes

ANÁLISIS

de acuerdo a lo observado en el experimento.

Que materiales fueron atraídos por el imán? Fueron atraídos al imán, la puntilla, porque es hecha de una aleación de hierro y níquel.

era positivo y cual negativo Las líneas de campo magnético son de forma circular



Las limallas se linearon de acuerdo a las líneas de campo magnético en un imán. Las líneas del polo

También fueron atraídos los pernos y las tuercas de hierro. No fueron atraídos los tornillos de cobre ni los de aluminio.

norte se dirigían al polo sur, y las del polo sur iban

Tampoco fueron atraídos los pedazos de madera

hacia el polo norte.

Que sucede con la puntilla ? Al acercar la puntilla de hierro, esta se pega al imán y adquiere propiedades magnéticas, razón por la cual si acercábamos una moneda ecuatoriana a la varilla, esta moneda se pegaba a dicha varilla. Al acercar el polo norte del imán hacia el haz de electrones, el haz cambia de trayectoria y se desvía levemente hacia abajo. Ahora al acercar el polo sur del imán hacia el haz de electrones, el haz cambia de trayectoria y se desvía levemente hacia arriba.

V. 

Guía de Laboratorio de Física C. ICF - ESPOL. Revisión IV



SERWAY, Raymond. Física, Edic. 5, Pearson Educación, México, 2001.



SERWAY, Raymond A, Física, vol II. Edit. McGraw-Hill, tercera edición revisada, 1993



KAGANOV, M y V. Tsukernik (1985), La Naturaleza del Magnetísmo, Edil., Mir.



http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/c urso3/htmlb/SEC_65.HTM

CONCLUSIONES 

Concluimos que existen fuerzas ejercidas por los campos magnéticos, mediante el uso de imanes permanentes sobre pernos de cobre y de hierro. No

REFERENCIAS

obstante la fuerza de atracción que provoca el imán es solo para ciertos materiales denominados ferro magnético.

Para la elaboración de esta guía, se tuvo en cuenta: 1. Normas IEEE y formatos descargados de http://www.ieee.org/conferences_events/conferences/publishing/templates.html 2. Artículo como Informe de Investigación modelo IEEE descargados de 3. http://www.usc.edu.co/ingenieria/files/MODELO_PAPER_IEEE_INGENIUM_1.pdf http://www.itsa.edu.co/ciit2010/Formato_Articulos_IEEE.pdfhttp://www.docentes.unal.e du.co/mfromerol/docs/Laboratorio_Circuitos/FormatoIEEE.doc