El campo magnético es un fenómeno muy interesante. Actualmente, sus propiedades han encontrado aplicación en muchas áreas. ¿Sabes cuál es la fuente del campo magnético? Después de leer el artículo, lo sabrás. Además, hablaremos de algunos hechos relacionados con el magnetismo. Comencemos con la historia.
Un poco de historia
El magnetismo y la electricidad no son de ninguna manera dos fenómenos diferentes, como se creyó erróneamente durante mucho tiempo. Su relación quedó clara recién en 1820, cuando el científico danés Hans Christian Oersted (1777-1851) demostró que una corriente eléctrica que fluye a través de un cable desvía la aguja de una brújula. La corriente siempre crea un campo magnético. No importa dónde fluya: entre la nube y la tierra en forma de rayo o en el músculo de nuestro cuerpo.
Incluso en la antigüedad, la gente trató de averiguar cuál es la fuente del campo magnético. Además, los descubrimientos realizados se aplicaron en la práctica. El magnetismo se observó y usó (especialmente con fines de navegación) miles de años antes de que se dilucidara.naturaleza de la electricidad, y ha encontrado aplicaciones prácticas. Fue solo cuando se supo que la materia estaba compuesta de átomos que finalmente se estableció que el magnetismo y la electricidad estaban interconectados. Dondequiera que se observe magnetismo, siempre debe haber algún tipo de corriente eléctrica presente. Sin embargo, este descubrimiento fue solo el comienzo de una nueva investigación.
¿Qué determina la manifestación de las propiedades magnéticas de los materiales en ausencia de cualquier fuente de corriente externa? El movimiento de electrones que crean corrientes eléctricas dentro de los átomos. Es este tipo de magnetismo el que consideraremos aquí. Hemos descrito brevemente la fuente del campo magnético de remolino (corriente alterna).
Magnetita y otros materiales
La capacidad de atraer hierro y materiales que contienen hierro se observa en la naturaleza en un mineral interesante. Hablamos de la magnetita, uno de los compuestos químicos del hierro. Probablemente se utilizó algún tipo de ella en las primeras brújulas inventadas por los chinos. La fuente del campo magnético no es solo este mineral. También es relativamente fácil que algunos materiales comuniquen intencionalmente las propiedades deseadas. Entre ellos, el hierro y el acero son los más famosos. Ambos materiales se convierten fácilmente en una fuente de un campo magnético.
Imanes permanentes
Las sustancias que atraen el hierro forman una clase especial. Se llaman imanes permanentes. A pesar del nombre, solo pueden conservar las propiedades necesarias durante un tiempo limitado. en forma de imán permanentebarra demuestra el poder del magnetismo terrestre. Si puede moverse libremente, entonces un extremo siempre gira en dirección al Polo Norte de la Tierra y el otro, en dirección al Sur. Los dos extremos de un imán se denominan polos norte y sur, respectivamente.
Los imanes pueden tener casi cualquier forma: barra, herradura, anillo o más complejas. Se utilizan en instrumentos de medida eléctricos. Los polos de los imanes se designan de la siguiente manera: N (norte) y S (sur). Hablemos de cómo interactúan.
Atracción y repulsión
Los polos magnéticos opuestos se atraen. Lo sabemos desde la escuela. Al atraer algún otro material, el imán primero lo convierte en un imán débil. Los polos del mismo nombre se repelen (aunque esto no es tan obvio como la atracción). Cuando se exponen a un imán, el hierro y el acero se convierten en imanes, adquiriendo la polaridad opuesta. Por eso se sienten atraídos por él. Pero si dos imanes idénticos con "cargas" iguales se colocan cerca uno del otro con los mismos polos, ¿qué sucederá? La fuerza de repulsión observada será igual a la fuerza de atracción que actúa entre dos polos opuestos situados a la misma distancia entre sí.
No solo los materiales que contienen hierro se ven afectados por el magnetismo. Sin embargo, los fenómenos magnéticos se observan más fácilmente en los metales puros. Estos son, por ejemplo, hierro, níquel, cob alto.
Dominios
Metales que puedenconvertirse en una fuente de un campo magnético, consisten en pequeños imanes ubicados al azar dentro de la sustancia. Están igualmente orientados solo en áreas pequeñas, llamadas dominios, que se pueden ver a través de un microscopio electrónico. En materia no magnetizada, dado que los dominios mismos también están orientados allí en diferentes direcciones, el campo magnético es cero. Por lo tanto, no se observan propiedades magnéticas en este caso. Así, la sustancia adquiere las propiedades necesarias sólo bajo ciertas condiciones.
El proceso de magnetización consiste en que todos los dominios se ven obligados a alinearse en la misma dirección. Cuando se gira correctamente, sus acciones se acumulan. La sustancia en su conjunto se convierte en una fuente de un campo magnético. Si todos los dominios se alinean exactamente en la misma dirección, el material alcanza su límite magnético. Cabe señalar un patrón importante. La magnetización del material depende en última instancia de la magnetización de los dominios. Y, a su vez, está determinado por cómo se ubican los átomos individuales dentro de los dominios.
Campo magnético terrestre
El campo magnético de la Tierra se ha medido y descrito con precisión durante mucho tiempo, pero hasta ahora no se ha explicado por completo. De una manera muy simplificada, se puede representar como si un simple imán plano estuviera ubicado entre los polos geográficos Norte y Sur. Esto es lo que causa algunos de los efectos observados. Pero esto no explica los cambios altamente inusuales en la intensidad o incluso la dirección de las líneas del campo magnético sobre la tierra.superficie, ni por qué hace millones de años la ubicación de los polos magnéticos era opuesta a la actual, ni por qué, aunque lentamente, se mueven constantemente. Por lo tanto, las cosas son algo más complicadas.
Modelo del campo magnético terrestre
Vamos a describir su versión simplificada con más detalle. Imagine un imán largo y plano en el centro de la Tierra, que será la fuente del campo magnético. ¿Qué más hay que considerar? Las sustancias magnéticas en la superficie del globo deben estar dispuestas de modo que su polo norte gire en la dirección que llamamos norte (en realidad, el polo sur del imán imaginario), y el otro polo apunta al sur (el polo norte del imán).).
Comprender procesos físicos complejos genera algunas dificultades. Tanto el magnetismo terrestre como el magnetismo de pequeñas piezas de hierro son más fáciles de explicar asumiendo que las líneas de fuerza magnéticas (a menudo denominadas líneas de flujo magnético) emanan del extremo norte del imán y entran en el extremo sur. Esta es una representación muy arbitraria, utilizada solo por conveniencia, similar a cómo se usan las líneas de latitud y longitud dibujadas en un mapa. Sin embargo, nos ayuda a comprender cuál es la fuente del campo magnético de la Tierra.
Las líneas de fuerza de un imán plano simple, pasando de un polo a otro y cubriendo todo el imán, forman algo así como un cilindro. Las líneas de fuerza en la misma dirección parecen repelerse entre sí. Siempre comienzan en un tipo de poste y terminan en otro tipo de poste y nunca se cruzan.
Bconclusión
Entonces, hemos abierto el tema "La fuente del campo magnético". Como puedes ver, es bastante extenso. Hemos considerado solo los conceptos básicos relacionados con este tema.
