Principios del Magnetismo: Imanes, Campos y Comportamiento de Materiales

Magnetismo: Fundamentos y Fenómenos

Propiedades Fundamentales de los Imanes

En un imán, la capacidad de atraer al hierro es mayor en sus extremos o polos. Los dos polos de un imán reciben el nombre de polo norte y polo sur, debido a que un imán tiende a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gran imán natural.

• El polo norte del imán se orienta hacia el Norte geográfico de la Tierra y el polo sur del imán, hacia el Sur geográfico. Si acercamos dos imanes distintos, observamos que polos de igual tipo se repelen y que polos de diferente tipo se atraen.
• Todo imán presenta dos polos magnéticos. Si rompemos un imán por la mitad, no obtenemos un polo norte y un polo sur aislados, sino que obtenemos dos imanes más pequeños, cada uno de ellos con su pareja de polos norte y sur.

La Experiencia de Oersted y el Electromagnetismo

En 1820, H. C. Oersted comunicó el descubrimiento de que una corriente eléctrica desviaba la aguja imantada de una brújula.

• Si por el alambre no circula corriente, la aguja indica su habitual dirección norte.
• Al hacer pasar una corriente, la aguja tiende a orientarse en la dirección perpendicular a esta. La desviación es mayor cuando aumenta la intensidad de la corriente.

Hasta la experiencia de Oersted, los fenómenos eléctricos y magnéticos se estudiaban por separado. Esta experiencia puso de manifiesto que electricidad y magnetismo están estrechamente relacionados. Posteriormente, la electricidad y el magnetismo se unificaron en una teoría electromagnética.

Comportamiento de la Materia en Campos Magnéticos

Sustancias Paramagnéticas

• Se caracterizan por tener una pequeña fracción de los dipolos atómicos que se orienta en el sentido del campo magnético exterior.

Ejemplos: aluminio, platino, paladio.

Sustancias Diamagnéticas

• Se caracterizan por tener una pequeña fracción de los dipolos atómicos que se orienta en sentido contrario al campo magnético exterior.
• Son débilmente repelidas por un imán.

Ejemplos: mercurio, plata, cobre, agua.

Sustancias Ferromagnéticas

• Se caracterizan por tener pequeñas regiones, llamadas dominios magnéticos, en las que todos los dipolos atómicos están orientados en la misma dirección.

Si no existe ningún campo magnético exterior, estos dominios están orientados al azar y sus efectos se cancelan. Sin embargo, un campo magnético externo puede llegar a orientar un número muy alto de estos dominios. En consecuencia, el material ferromagnético se imanta.

En algunas sustancias, como el acero, la ordenación de los dominios magnéticos persiste incluso cuando se ha eliminado el campo exterior. En estos casos, se obtiene un imán permanente. En otras sustancias, como el hierro dulce, cuando este campo exterior desaparece, los dominios vuelven a sus orientaciones iniciales. El resultado es un imán temporal.

• Las sustancias ferromagnéticas son fuertemente atraídas por los imanes. Además, los materiales ferromagnéticos son fácilmente imantables y, por ello, son usados en la fabricación de imanes artificiales, cintas de vídeo, etc.

Ejemplos: hierro, cobalto, níquel y aleaciones entre ellos.