Bolilla 8

Magnetismo (Parte 1)

Magnetismo  Es la parte de la Física que estudia los fenómenos relacionados con los Imanes y los Campos Magnéticos. • Se podría decir que es la propiedad que tiene un cuerpo cuando crea a su alrededor un campo magnético. ¿Qué cuerpos pueden generar un campo magnético? • Un imán genera de forma natural un campo magnético a su alrededor.

• Cargas en movimiento (corriente eléctrica) también generan campos magnéticos.

Corriente Eléctrica ¿Qué le suceden a las cargas eléctricas en presencia de un campo eléctrico?

• Las cargas eléctricas en presencia de un campo eléctrico o potencial eléctrico, se mueven desde una zona de potencial alto a una zona de potencial bajo si son positivas, y viceversa si son negativas. • Si esto sucede en forma continua, se genera un flujo de carga eléctrica al cual denominamos corriente eléctrica. Por convención apunta en el sentido en que se moverían las cargas positivas

 Podemos decir que la corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.

Como funciona una pila convencional Una pila o batería es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica Principio de funcionamiento (celda galvánica):

Cu0

Cu+2 + 2eOxidación

Ag+ + 1eAg0 Reducción

Usos de la Corriente Eléctrica Nuestro estilo de vida depende de la Corriente Eléctrica.

• Iluminación • Calefacción/refrigeración • Electrodomésticos • Dispositivos electrónicos en general • Instrumentos médicos

• Motores eléctricos

Definición de Corriente Eléctrica “Es la cantidad de carga neta que pasa a través de la sección transversal de un material en cualquier punto por unidad de tiempo.”

André Ampere 1775-1836

Corriente Promedio

Corriente Instantánea

∆𝑄 𝐼= ∆𝑡

𝑑𝑄 𝐼= 𝑑𝑡

𝐶 = = 𝐴 = Ampere 𝑠

Ley de Ohm • Hemos entendido que para generar una corriente eléctrica es necesario aplicar una diferencia de potencial entre los extremos del material conductor. • A su vez, cuanto mayor es la diferencia de potencial mayor es la corriente generada.

𝐼∝𝑉

• Una misma diferencia de potencial aplicada en materiales distintos genera distintos valores de corriente. Es decir, cuanto más conductor más corriente y viceversa. (Resistencia eléctrica, R) • La magnitud de una corriente también depende de la resistencia que ofrece el material conductor al flujo de los electrones. [R] 

[V ] volt (V)   ohm () (SI) [i] ampere (A)

𝑉 𝐼= 𝑅

Georg Ohm 1787-1854

Ley de Ohm

I=

𝑉 𝑅

R=

𝑉 𝐼

𝑉=𝑅𝐼

Magnetismo • El magnetismo es un fenómeno natural por el cual ciertos objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. • Los imanes son objetos en los cuales el efecto magnético se manifiesta de forma natural, actuando sobre otros objetos de hierro o acero.

• Las corrientes eléctricas generan campos magnéticos.

¿Que es un Imán? • Un imán es un cuerpo con un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos (hierro, cobalto, níquel, etc y aleaciones de estos). • Puede ser natural o artificial. Natural: magnetita (oxido férrico diférrico). Artificial: acero imantado.

• Tienen un polo Norte y un polo Sur. El origen del nombre “polos”, se debe a la orientación de los mismos en presencia del campo magnético terrestre.

• Los polos de un imán interactúan con los de otro.

Imán ¿Que sucede si partimos un imán por la mitad? Obtenemos dos imanes iguales, c/u con su polo N y S. ¿Hasta cuando podemos partirlo?, es decir, ¿cual es el imán más chico posible?

El átomo, inclusive un electrón!

En la mayoría de los casos estos micro imanes se cancelan entre ellos pero en algunos no. 11

Imanes y Campo Magnético Del mismo modo que para explorar campos eléctricos utilizábamos una carga pequeña positiva, para explorar un campo magnético utilizamos una aguja magnética o brújula, que se orienta en presencia de dicho campo.

La dirección del campo magnético en un punto dado se define como la dirección en la que apuntaría el polo norte de la aguja de una brújula localizada en ese punto.

Aplicación: Brújula Campo Magnético Terrestre

Brújulas naturales en seres vivos

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Unidades de Campo Magnético El campo magnético se mide en: N 𝐵 = Tesla = T = A∙m o 𝐺 = 𝐺𝑎𝑢ss = 1 G = 10−4 T

Campo Magnético Terrestre Imanes del refrigerador Electroimán superconductor

0.5 G

100 G 1015T