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  • CIPFP del CE de Cheste

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    Mantenimiento de Aeronaves

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    Histrico de modificaciones Documentacin: M3.10. Magnetismo. Edicin Revisin Fecha Elaborado por: Motivo

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    ndice de pginas efectivas

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    NDICE Pginas efectivas

    3.10.1.- TEORA DEL MAGNETISMO.

    3.10.2.- PROPIEDADES DE UN IMN.

    3.10.3.- ACCIN DE UN IMN INMERSO EN EL CAMPO MAGNTICO TERRESTRE.

    3.10.4.- MAGNETIZACIN Y DESMAGNETIZACIN.

    3.10.5.- BLINDAJE MAGNTICO.

    3.10.6.- TIPOS DE MATERIALES MAGNTICOS.

    3.10.7.- PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y FABRICACIN DE ELECTROIMANES. REGLA DE LA MANO DERECHA PARA DETERMINAR EL CAMPO MAGNTICO ALREDEDOR DE UN CONDUCTOR QUE TRANSPORTA CORRIENTE ELCTRICA.

    3.10.8.- FUERZA MAGNETOMOTRIZ, INTENSIDAD DE CAMPO MAGNTICO, DENSIDAD DE FLUJO MAGNTICO, PERMEABILIDAD, CICLO DE HISTRESIS, MAGNETISMO REMANENTE, FUERZA COERCITIVA, RELUCTANCIA, PUNTO DE SATURACIN Y CORRIENTES PARSITAS.

    3.10.9.- PRECAUCIONES EN EL MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE IMANES.

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    3.10.1.- TEORA DEL MAGNETISMO. El magnetismo es un fenmeno fsico por el que los materiales ejercen fuerzas de atraccin o repulsin sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnticas detectables fcilmente como el nquel, hierro, cobalto y sus aleaciones. Sin embargo, todos los materiales son influenciados, en mayor o menor medida, por la presencia de un campo magntico.

    Cada electrn es por su naturaleza, un pequeo imn. Ordinariamente, innumerables electrones de un material estn orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imn casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma direccin, creando una fuerza magntica grande o pequea dependiendo del nmero de electrones que estn orientados.

    As, el comportamiento magntico de un material depende de la estructura atmica del material y, particularmente, de la configuracin electrnica.

    3.10.2.- PROPIEDADES DE UN IMN.

    1. Los imanes son materiales capaces de atraer ciertas sustancias llamadas sustancias magnticas, como el hierro, acero, cobalto y nquel. En cambio, no atraen a otras sustancias como la madera, la arena o el oro.

    2. Las partes de un imn son:

    a. Polos: los dos extremos del imn donde las fuerzas de atraccin son ms intensas.

    Un imn consta de dos polos cualquiera que sea la forma del imn, denominados polo norte y polo sur. Los polos iguales se repelen y los polos distintos se atraen (Figura 1).

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    Figura 1. Polos de un imn.

    b. Eje magntico: Eje del imn que une ambos polos.

    c. Lnea neutra o ecuador: La parte central del imn equidistante de los polos recibe el nombre de lnea neutra y tambin, a veces, ecuador, no manifestndose en ella la fuerza atractiva.

    3. No existen polos aislados (monopolo magntico). Por lo tanto, si un imn se rompe en

    dos partes se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo N y su polo S, y la fuerza de atraccin del imn disminuye (Figura 2).

    Figura 2. Divisin de un imn en partes.

    4. Si se aproxima una material ferromagntico a un imn se induce y adquiere propiedades magnticas.

    5. Todo material puede perder sus propiedades magnticas debido fundamentalmente a dos

    motivos:

    i. Si se golpea repetidamente provocando vibraciones que dan lugar a un cierto desorden molecular.

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    ii. Si se calienta hasta alcanzar una temperatura adecuada denominada Temperatura de Curie; as tenemos que, para el hierro es 750 C, para el nquel 350 C y para el cobalto 1100C.

    6. Se llama campo magntico a la regin del espacio alrededor de un imn, o de un

    electroimn, donde se manifiesta la accin magntica. Dentro de esta regin, cualquier partcula de hierro es atrada y fuera de ella no sufre atraccin alguna. El campo magntico se representa por lneas de fuerza que van del polo norte al sur por el exterior del imn (o electroimn), cerrando el circuito magntico por el interior desde el polo sur al norte (Figura 3). Al conjunto de lneas de fuerza, que atraviesan una regin del espacio determinada, lo designamos como flujo magntico, representado con la letra griega . La unidad de flujo magntico en el Sistema internacional de unidades es el weber, Sistema Internacional de unidades, y se designa por Wb.

    Figura 3. Campo magntico de un imn y lneas de fuerza.

    3.10.3.- ACCIN DE UN IMN INMERSO EN EL CAMPO MAGNTICO TERRESTRE. Una brjula apunta en la direccin Sur-Norte por tratarse de una aguja imantada inmersa en el campo magntico terrestre: desde este punto de vista, la Tierra se comporta como un imn gigantesco y tiene polos magnticos, los cuales, en la actualidad, no coinciden con los polos geogrficos (Figura 4). Antiguamente, se crea que el magnetismo terrestre estaba originado por un gigantesco imn situado dentro de la Tierra (hiptesis del imn permanente). Ciertamente, la Tierra contiene yacimientos de minerales de hierro, y se cree que su ncleo, cuyo radio excede de los 3.400 Km,

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    est compuesto por hierro y nquel, sustancias altamente magnticas. Sin embargo, las sustancias ferromagnticas, como el hierro y el nquel, pierden su magnetismo por encima del denominado punto de Curie, que es de 770 C para el hierro y de 360 C para el nquel. Como la temperatura del ncleo es superior a estos valores (es mayor de 2.000 C), ni el nquel ni el hierro pueden conservar su magnetismo. El ncleo terrestre no puede ser, pues, un imn permanente.

    Figura 4. Campo magntico terrestre. El ncleo terrestre es lquido. Se trata de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira, dicho magma tambin lo hace. La rotacin del material conductor crea una dinamo auto-excitada, y es ella la que da lugar al campo magntico terrestre, que presenta un polo Norte y un polo Sur. As, el campo magntico terrestre es creado debido a un efecto dinamo en el interior del ncleo. En el centro de la tierra existe una esfera de hierro slido, con una temperatura del mismo valor que la superficie del sol que se conoce con el nombre de ncleo interno, que gira con ms velocidad que la superficie de la tierra, cuenta con su propio ocano, que es de hierro lquido conocido como ncleo externo (Figura 5). Estos complejos movimientos, generan el magnetismo de nuestro planeta a travs de un proceso llamado efecto dinamo (consiste en la generacin espontnea de un campo magntico en un fluido conductor elctricamente neutro). El ncleo interno tiene el tamao aproximado que el de la luna.

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    Figura 5. Capas de la Tierra.

    El fenmeno del magnetismo fue conocido por los griegos desde el ao 800 a.C. Ellos descubrieron que ciertas piedras, ahora llamadas magnetita atraan piezas de hierro (Tales). La brjula o comps magntico se empez a utilizar como instrumento de navegacin en Occidente alrededor del ao 1300 d.C. Una aguja magnetizada que puede girar libremente apunta al polo norte magntico. La direccin del norte magntico es diferente de la del norte geogrfico. El primero est determinado por la orientacin del campo magntico de la Tierra. El norte geogrfico se encuentra en uno de los extremos del eje de rotacin de la Tierra (Figura 6). As, el polo sur magntico se encuentra a unos 1800 kilmetros del polo norte geogrfico. En consecuencia, una brjula no apunta exactamente hacia el norte geogrfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinacin magntica.

    Figura 6. Polos geogrficos y magnticos de la Tierra.

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    El polo de la aguja magntica que queda orientado hacia el norte geogrfico se denomina polo norte magntico del imn. El otro polo es el sur magntico. El norte geogrfico de la Tierra es un polo sur magntico debido a que atrae el polo norte de un imn y el polo sur geogrfico es un polo norte magntico.

    3.10.4.- MAGNETIZACIN Y DESMAGNETIZACIN. El magnetismo que observamos en un medio material tiene su origen en el comportamiento magntico de los tomos que lo constituyen. Cada tomo se comporta como un pequeo im