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EFECTOS DE LOS IMANES EN EL AGUA

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MAGNETISMO. PRINCIPIOS GENERALES. CONCEPTO. En los primeros tiempos del desarrollo de la Física, electricidad y magnetismo se consideraban fenómenos independientes. Fue OERSTED en 1820 quien observó la facultad que tiene una corriente eléctrica de desviar una aguja magnética descubriendo así que la corriente eléctrica crea un campo magnético. Por otra parte, AMPERE postuló que el origen del campo magnético de los imanes naturales o artificiales residía en pequeños circuitos de dimensiones atómicas o moleculares orientados en el mismo plano y con sus intensidades en el mismo sentido, por lo que sus efectos magnéticos se sumaban, al contrario que en los cuerpos no magnéticos, en que dichos circuitos estarían desordenados, siendo el efecto magnético nulo. A estos pioneros en este campo de la Física, siguieron otros investigadores como Weber, Henry, Faraday, etc., estableciéndose los principios físicos del magnetismo tal como lo entendemos hoy, es decir, como un caso particular de la electricidad. Siempre que hay cargas eléctricas moviéndose con velocidad uniforme tiene lugar un efecto secundario que es el fenómeno del MAGNETISMO. Cuando dichas cargas sufren un proceso de aceleración tenemos un efecto adicional consistente en la creación de un campo electromagnético, es decir, un campo que puede transportar energía. Puede decirse pues, que el origen del campo magnético es la corriente. UNIDADES DE MEDIDA EN MAGNETISMO. La inducción magnética, campo magnético o densidad de flujo magnético, B, tiene como unidad el Tesla (T) o el Gauss (G) estableciéndose la siguiente equivalencia: 1 T = 10.000 G Como referencia, el campo magnético terrestre oscila entre 0.3-0.5 Gauss, dependiendo del lugar. La intensidad de campo magnético, H, (a la que a veces también se llama campo magnético) tiene como unidad el Ampere-vuelta por metro o el Oersted con la siguiente equivalencia: 1 A/m = A% x 10^ Oe Por último, las unidades de flujo magnético se definen en Weber o Maxwell, siendo la equivalencia: 1 Wb = 108 Mx MATERIALES MAGNÉTICOS: IMANES. Como hemos mencionado, el origen de los campos magnéticos son cargas en movimiento. En los IMANES PERMANENTES, en los que están basados el movimiento de giro de los electrones sobre sí mismos los que originan los grandes campos magnéticos de los imanes. El spin del electrón es un efecto mecánico-cuántico en el que, a escala atómica, un electrón giratorio posee un vector de momento cinético que a su vez puede relacionarse con un vector de momento magnético.

Pero el electrón, además de girar sobre sí mismo tiene un movimiento de traslación en la órbita que ocupa; dicho movimiento orbital de los electrones es semejante a una espiral de corriente, que como sabemos tiene la facultad de producir un campo magnético. Sin embargo, este efecto es de naturaleza muy débil y lo denominamos diamagnetismo. Es decir, el campo magnético ocasionado por el movimiento orbital es tan débil que usualmente se ignora y aunque toda la materia es diamagnética, sólo los materiales que producen campos magnéticos debidos al "spin" son de interés práctico en la construcción de imanes permanentes. Una forma de estudiar los campos magnéticos es mediante la construcción de una espiral con un conductor por el que pasa una corriente (solenoide), creándose en cada espiral un campo magnético asociado. En el caso de los imanes permanentes no existe corriente externa suministrada y como hemos dicho, en este caso, las cargas en movimiento las constituyen los propios electrones girando en tomo a su eje, cuya carga sería equivalente a una espiral de corriente. Dicha carga circularía por el ecuador del electrón considerando a éste como una esfera cargada y por tanto poseyendo un vector de momento magnético, M, y creándose un campo magnético B. Ordinariamente, a causa de la agitación térmica al azar, estos imanes atómicos o moleculares en una lámina de material están orientados al azar, produciendo un campo magnético nulo. Sin embargo, en un imán permanente, los momentos moleculares están orientados, siendo el resultado un campo magnético importante. Este efecto es lo que se denomina ferromagnetismo . ESTRUCTURA DEL CAMPO MAGNÉTICO. POLOS MAGNÉTICOS. Tradicionalmente se pensaba que, al igual que existen las cargas eléctricas positivas y negativas, existían también cargas magnéticas positivas y negativas, representadas por los polos norte y sur de, por ejemplo, una barra imanada. Hoy sabemos que las cargas magnéticas no existen en la naturaleza y que todos los efectos magnéticos son atríbuibles a cargas en movimiento que crean líneas de campo magnético que no tienen fin, cerrándose sobre sí mismas. Si bien es posible aislar cargas eléctricas positivas o negativas, no lo es en el caso de las magnéticas y así, si rompemos una barra imanada en trozos no podremos aislar el polo norte del sur, obteniendo de hecho imanes más pequeños.

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