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•Introducción
•Un poco de historia
•Los imanes. Los polos magnéticos
•El campo magnético
•Las fuerzas magnéticas que se ejercen sobre una partícula
cargada en movimiento
•Las fuerzas magnéticas que se ejercen sobre un alambre
que transporta una corriente eléctrica
•La corriente eléctrica y el campo magnético. El experimento
de Oërsted
•La ley de Biot y Savart
•La ley de Ampere
En Física se conoce como magnetismo a
uno de los fenómenos por medio de los
cuales los materiales ejercen fuerzas
atractivas o repulsivas sobre otros
materiales.
El magnetismo forma junto con la fuerza
eléctrica una de las fuerzas
fundamentales de la física, el
electromagnetismo.
Hay muchas similitudes entre los
fenómenos electrostáticos y los
fenómenos magnéticos; sin
embargo, como veremos más
adelante, también hay diferencias
fundamentales.
La fuerza magnética es más
complicada que la fuerza eléctrica
•La ciencia del magnetismo se originó en la
antiguedad.
•Nació de la observación de que ciertas
piedras naturales se atraían entre sí y también
a pequeños trozos de metal (el hierro), pero
no otros como el oro o la plata.
•El término "magnetismo" proviene del
nombre de una región (Magnesia) en Asia
menor, una de las localidades donde se
descubrieron esas piedras.
•La brújula. Los Chinos hacia el año 1000.
•Petrus Peregrinus. 1269
•William Gilbert. 1600
Propuso que la Tierra era un imán gigante
•John Michell. 1750
•Charles Augustin Coulomb. 1780
Hoy el descubrimiento del magnetismo tiene
aplicaciones prácticas de gran utilidad, desde los
imanes pequeños del "refrigerador" hasta la cinta
magnética para grabar y los discos de computadora.
Los físicos usan el magnetismo de los núcleos del
átomo para obtener imágenes de los órganos
internos del cuerpo humano.
Las naves espaciales han medido el magnetismo de
la Tierra y de otros planetas para conocer la
estructura interna de éstos.
Si se cuelga un imán de barra de un cordel atado a
la parte central funcionará como una brujula. El
extremo que apunta hacía el norte se llama polo
norte y el que apunta hacía el sur polo sur.
Todo imán tiene un polo norte y un polo sur.
•Todo imán posee dos polos, norte y sur,
independiente de la forma que tenga el cuerpo.
• Estos polos ejercen fuerzas entre sí, de manera
análoga a lo que ocurre con las cargas eléctricas.
• El norte geográfico terrestre coincide con el polo
sur magnético, y el sur geográfico con el norte
magnético
El campo magnético de la tierra es
como una pequeña pero poderosa barra
magnética ubicada cerca del centro de
la tierra y inclinada 11º con respecto al
eje de rotación de la tierra. El
magnetismo en la tierra lo podemos
visualizar como líneas de fuerza del
campo magnético que indican la
presencia de una fuerza magnética en
cualquier punto del espacio. La brújula
esta influida por este campo ya que su
aguja rota y se detiene cuando esta
paralela a las líneas de fuerza en
dirección Norte-Sur.
Solamente dos minerales realmente
tiene propiedades magnéticas per se:
•La magnetita Fe3O4
•La pirita magnética Fe1-xS
Los polos iguales se repelen,
.
los polos distintos se atraen
•Hay sustancias que no tiene
.
ninguna propiedad magnética: La
madera, los plásticos, etc.
•Hay sustancias con fuertes
propiedades magnéticas: La
mayoría de los metales, etc.
Las sustancias magnéticas se
.
clasifican en:
•Ferromagnéticas
•Paramagnéticas
•Diamagnéticas
•Ferrimagnéticas
•Antiferromagnéticas
.
Materiales que tienen una
fuerte atracción magnética
cuando son sujetos a un
campo magnético.
.
Materiales que tienen una
respuesta muy débil cuando
son sujetos a un campo
magnético.
.
Materiales que son repelidos
cuando son sujetos a un
campo magnético.
Los polos iguales se repelen, y los distintos se atraen
.
La fuerza con que se atraen o se repelen es similar a
la fuerza entre las cargas eléctricas
0 m1m2
F
rˆ
2
4 r
Newton
0  4  10
2
Ampere
7
La fuerza entre los polos de un imán se
parece
mucho a la fuerza eléctrica, pero ……
.
Si partes un imán, te vuelve a quedar un
nuevo imán, con polo norte y polo sur.
Si lo vuelves a hacer, sucede lo mismo
Y así …..
Hasta llegar a los átomos mismos
ad-infinitum
Al menos, no hasta ahora, …..
Patrón de campo: La dirección del campo
magnético corresponde a la que indica el polo
norte de una brújula en cualquier punto de su
interior. Se determina así las líneas de campo
magnético
Cuando una partícula
con carga q y velocidad v ,
penetra en una región donde
hay un campo magnético,
sufre una fuerza dada como
F  qv  B
F  qv  B
F  qvB sin 
F  qv  B
F  qv  B
F  qvB sin 
• La fuerza magnética FB es proporcional a la carga
q, como a la velocidad de la misma
• La magnitud dirección y sentido de la fuerza
magnética que actúa sobre la carga, depende de la
dirección relativa entre la partícula y el campo
magnético
• Si la velocidad de la partícula es paralela a la
dirección del campo magnético, el campo no ejerce
fuerza.
• La fuerza magnética es perpendicular al plano
formado por la velocidad de la partícula y el campo
magnético
F  qv  B
En el sistema internacional de medidas, SI:
- La fuerza F está medida en Newtons
- La carga eléctrica q está medida en Coulombs
- La velocidad v son metros/segundo
- Las unidades del campo magnético B son
TESLAS
- Cuando una partícula cargada en movimiento
sufre una fuerza se dice que hay un campo magnético
- Su dirección y su sentido quedan definidos por
el producto vectorial (por la regla de la mano derecha)
- Su magnitud queda definida por la fuerza magnética;
F
es decir, la magnitud es B 
qv
Magnitud: Para cuantificar la magnitud del campo
magnético, llamada también Inducción Magnética,
se utiliza el modelo de una partícula dentro del
campo. La existencia del campo en algún punto de
espacio, se puede determinar midiendo la fuerza
ejercida sobre esa partícula. La partícula se
designa como positiva.

B

v
Se tiene un campo magnético
con una magnitud de 1 tesla,
cuando una partícula con una
carga de 1 coulomb y que se
mueve a 1 m/s siente una
fuerza de 1 Newton
Newtons
F F FF

B  BB 
B

F
q
v
B q v qqvv
Metros/segundo
Teslas
qv
Coulombs
Nikola Tesla (en cirílico serbio: Никола Тесла)
10 de julio de 1856 al 7 de enero de 1943
Inventor, físico, ingeniero mecánico e ingeniero eléctrico.
Nació en Smiljan, hoy Croacia; etnicamente serbio.
Una partícula con carga q  0.001 coulombs y
una velocidad v  10 m/s entra horizontalmente
de Sur a Norte, en una región del espacio y
sufre una fuerza hacía el Oeste de 0.1 Newtons.
Determinar el campo magnético en dicha región.
Una partícula con carga q  0.001 coulombs yuna velocidad v  10 m/s
entra horizontalmente de Sur a Norte, en una región del espacio y sufre
una fuerza hacía el Oeste de 0.1 Newtons.
Determinar el campo magnético en dicha región.
v  10 m/s
B
F  0.1 N
Una partícula con carga q  0.001 coulombs yuna velocidad v  10 m/s
entra horizontalmente de Sur a Norte, en una región del espacio y sufre
una fuerza hacía el Oeste de 0.1 Newtons.
Determinar el campo magnético en dicha región.
F
B
qv
0.1 N
N
N
B
 10
 10
C
A
m
 0.001C 10 m/s 
m
s
B  10 Tesla
Una partícula con carga q  0.001 coulombs yuna velocidad v  10 m/s
entra horizontalmente de Sur a Norte, en una región del espacio y sufre
una fuerza hacía el Oeste de 0.1 Newtons.
Determinar el campo magnético en dicha región.
- El campo magnético tiene una magnitud de 10 Teslas
- Es vertical
-Va de arriba hacía abajo
Un campo magnético uniforme B, con una magnitud
de 1.2 mT, apunta verticalmente hacia arriba en el
volumen del cuarto donde usted está sentado.
Un protón con una energía cinética de 5.3 MeV
se dirige horizontalmente hacia el frente norte,
atravesando cierto punto del cuarto.
¿Qué fuerza magnética de deflexión opera sobre el
protón mientras cruza el punto? El protón tiene una
masa de 1.67  10-27 kg.
B
F  qv  B
v
K  5.3 MeV,
m  1.67  10-27 kg
1 2
K  mv
2
v
v
2K
m


2 5.3  106 eV 1.6  1019 Joules/eV
1.67  10
27
Kg
  3.2  10
7
m/s
B  1.2 mT,
v  3.2  107 m/s,


q  1.6  10-19 C

F  qvB  1.6  1019 C 3.2  107 m/s 1.2  103 T
F  6.1  10
15
CmT
s
Ns
T=
Cm
CmT CmNs
=
=N
s
sCm
F  6.1  10
15
Newton

B  1.2 mT,
v  3.2  107 m/s,
q  1.6  10-19 C
F  6.1  1015 Newton
La fuerza parece muy pequeña,
pero está siendo ejercida sobre
una partícula muy pequeña.
La aceleración que produce es
muy grande
15
6.1  10 N
F
12 m
 3.7  10

a
2
27
s
m 1.67  10 kg
•Los “potholes” en el campo magnético alrededor de
nuestra Sistema Solar son de 0.01 nanotesla
•En espacio exterior la densidad magnética del flujo está
entre 0.1 y 10 nanoteslas (10−10 T y 10−8 T)
•En la tierra el campo magnético en la latitud de 50° es de
58 µT (5.8×10−5 T) y en el ecuador de 31 µT (3.1×10−5 T)
•En una mancha solar es de 0.15 T
•Un imán grande de una bocina de 14 kilogramos tendrá
1T
•Un imán moderno tiene una fuerza de cerca de 1.25 T
•Los sistemas médicos de resonancia magnética
utilizan densidades del campo a partir del 1.5 a 3 T
en la práctica, experimental hasta 7 T
•El campo magnético continuo más fuerte
producido en un laboratorio (USA), 45 T
•El campo magnético pulsado más fuerte, obtenido
con técnicas no destructivas en un laboratorio
(USA), 100 T
•El campo magnético pulsado más fuerte, obtenido
siempre con explosivos en un laboratorio, 2800 T
•En una estrella de neutrones de 1 a 100
megateslas (106 T a 108 T)
•En un magnetar, 0.1 a 100 gigateslas (108 T
a 1011 T )
•Fuerza teórica máxima del campo de una
estrella de neutrón, y por lo tanto el límite
superior hasta el momento para cualquier
fenómeno conocido, 10 terateslas (1013 T)
Además de las TESLAS como unidades
para medir la intensidad del campo magnético
se utiliza el Gauss.
Se tiene que
1 Tesla= 10,000 Gauss= 104 Gauss
El Gauss se abrevia G