Magnetostatica

La magneto-estática es el estudio de todos los fenómenos físicos en los que intervienen campos magnéticos constantes en el tiempo. Abarca desde la atracción que ejercen los imanes y los electro-imanes sobre los metales ferromagnéticos como el hierro, hasta los campos magnéticos creados por corrientes eléctricas estacionarias. existe una sola fuente de campo magnético: las partículas con carga eléctrica en movimiento, es decir, las corrientes eléctricas.

Serie de fenómenos físicos que incluye la atracción que sobre el hierro y otros metales ejercen el imán y los electro-imanes; estos fenómenos, que se consideran estrechamente relacionados con la electricidad, se caracterizan por la creación de un campo de fuerza(campo magnético) alrededor del cuerpo magnetizado, cuya intensidad disminuye en razón de la distancia; todo cuerpo que entra en un campo magnético toma una imantación que depende de su naturaleza, y que generalmente pierde al retirarse de ese campo; algunos aceros conservan parte del magnetismo inducido (magnetismo remanente); hay cuerposparamagnéticos o que son atraídos por los imanes (hierro, níquel, cobalto, etc.), y cuerposdiamagnéticos, que son repelidos por ellos.
El magnetismo es la propiedad que tienen determinadas sustancias de atraer especialmente algunos minerales como el hierro, cobalto y níquel.
uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

El magnetismo es una propiedad de la materia que se manifiesta por unas fuerzas de atracción y repulsión. Esta propiedad se pone de manifiesto con determinados minerales, como la magnetita (mineral de hierro). Los imanes permanentes son barras construidas con minerales naturales o con aleaciones especiales de hierro, cobalto y níquel.

Las propiedades que se observan en los imanes son:

- Todos los imanes poseen dos polos o regiones próximas a sus extremos en las que se concentra la actividad magnética.

- Existen dos tipos de polos magnéticos: uno de ellos se denomina polo norte y el otro se denomina polo sur.

- Los imanes se orientan libremente en la Tierra, de forma que uno de sus polos se orienta siempre hacia el polo norte geográfico (este polo es el que se denomina polo norte magnético). En esta propiedad se basa la utilización de la brújula como instrumento de orientación. De lo anterior se puede deducir que la Tierra se comporta como un imán.

- Polos de idéntico nombre se repelen y polos de distinto nombre se atraen.

- Existen materiales, como el hierro dulce, que son atraídos siempre por cualquiera de los polos de un imán. Este tipo de sustancias se dice que están desimantadas.

- No se han observado nunca polos magnéticos aislados.

La magnetostática es la parte de la física que estudia los fenómenos relativos a los imanes y al campo magnético creado por éstos, así como el comportamiento de los diferentes materiales sometidos a la acción de dicho campo.

Propiedades magnéticas de la materia

Materiales magnéticos
 Muchos dispositivos, como transformadores, motores o electroimanes, contienen siempre hierro o aleaciones de hierro en sus estructuras, para aumentar el flujo magnético y confinarlo en una región deseada. También se utilizan delgadas partículas de óxidos metálicos en las memorias de los ordenadores y en las cintas para grabaciones de sonido e imágenes de TV. Se puede obtener una mejor comprensión del funcionamiento de tales dispositivos y de la naturaleza general de la materia, mediante el estudio de los principios que rigen el comportamiento de las sustancias magnéticas. Las propiedades magnéticas no son exclusivas de una parte de la materia, sino que están presentes en todos los materiales o sustancias, aunque en unos en mayor grado que en otros.
  Ampére estableció que los campos magnéticos de la materia se debían a corrientes eléctricas que circulan en el interior del material. La teoría atómica ha demostrado que los momentos magnéticos observados en la materia tienen dos orígenes posibles: el movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo y el momento cinético intrínseco del electrón, denominado espín. Por lo que las corrientes eléctricas en el interior del material deben estar asociadas a los momentos magnéticos atómicos.

Temperatura de curie

Se denomina temperatura de Curie (en ocasiones punto de Curie) a la temperatura por encima de la cual un cuerpoferromagnetico pierde su magnetismo, comportándose como un material puramente paramagnetico

Ferroelectricidad frente a temperatura

Efecto de la temperatura sobre la constante dieléctrica.

• Por encima de la temperatura de Curie crítica, el comportamiento dieléctrico y el comportamiento ferroeléctrico se pierden, donde el comportamiento térmico se impone frente al campo eléctrico aplicado, es decir, los dipolos se encuentran desordenados sin dirección y sentido.
• Por debajo de dicha temperatura el comportamiento eléctrico predomina frente al comportamiento térmico, es decir, los dipolos tienden alinearse en la misma dirección y sentido, se ordenan.

Las temperaturas a las cuales los materiales magnéticos se convierten en no magnéticos son

    Cobalto 1127 ºC    Hierro 768 ºC     Níquel 357 ºC    Gadolinio 17 ºC

Inducción magnetica
La inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor

La inducción magnética (B) se induce por la intensidad de campo magnético (H) los cuales no son lo mismo, y depende de la siguiente fórmula:

B=u*H

Donde u es la permeabilidad magnética del material al cual se le está induciendo el magnetismo.

Campo magnético

Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas.Campo magnético puede referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.

Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos

Entre las definiciones de campo magnético se encuentra la dada por la fuerza de Lorentz. Esto sería el efecto generado por una corriente eléctrica o un imán, sobre una región del espacio en la que una carga eléctrica puntual de valor (q), que se desplaza a una velocidad (v) experimenta los efectos de una fuerza que es secante y proporcional tanto a la velocidad (v) como al campo (B). Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente ecuación.

F = qv X B

donde F es la fuerza magnetica, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B).

El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:

• La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.
• La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.
  
  

campo magnético alrededor de un alambre a través del cual fluye corriente eléctrica

Campo magnético terrestre

El campo magnético terrestre (también llamado campo geomagnético), es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta el límite en el que se encuentra con el viento solar; una corriente de partículas energéticas que emana del Sol. Su magnitud en la superficie de la Tierra varía de 25 a 65 µT (microteslas) o (0,25-0,65 G). Se puede considerar en aproximación el campo creado por un dipolo magnético inclinado un ángulo de 10 grados con respecto al eje de rotación (como un imán de barra). Sin embargo, al contrario que el campo de un imán, el campo de la Tierra cambia con el tiempo porque se genera por el movimiento de aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra (la geodinamo). El polo norte magnético se desplaza, pero de una manera suficientemente lenta como para que las brújulas sean útiles en la navegación. Al cabo de ciertos periodos de duración aleatoria (con un promedio de duración de varios cientos de miles de años), el campo magnético de la Tierra se invierte (el polo norte y sur geomagnético permutan su posición). Estas inversiones dejan un registro en las rocas que permiten a los paleomagnetistas calcular la deriva de continentes en el pasado y los fondos oceánicos resultado de la tectonica de placas

La región por encima de la ionosfera —que se extiende varias decenas de miles de kilómetros en el espacio— es llamada la magnetosfera. Esta nueva capa protege a la Tierra de los rayos cósmicos que destruirían la atmósfera externa, incluyendo la capa de ozono que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta.

Descripción
El campo magnético puede ser representado en cualquier punto por un vector tridimensional. Una forma común de medir su dirección es usar una brújula para determinar la dirección del norte magnético. Su ángulo con respecto al norte geográfico se denomina declinación. Apuntando hacia el norte magnético el ángulo que el campo mantiene con la horizontal es la inclinación. La intensidad (F) del campo es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre el imán. También se puede usar una representación con coordenadas XYZ en las que la X es la dirección de los paralelos (con sentido este), la Y es la dirección meridiana (sentido hacia el polo norte geográfico) y la Z es la dirección vertical (con el sentido hacia abajo apuntando al centro de la Tierra)

Intensidad

La intensidad de campo es máxima cerca de los polos y mínima cerca del ecuador. Es medida con cierta frecuencia en Gauss (una diezmilésima de Tesla), pero normalmente se representa usando los nanoteslas (nT), siendo 1 G = 100 000 nT. El nanotesla también es llamado un Gamma ). El campo varía entre aproximadamente 25 000 y 65 000 nT (0,25-0,65 G). En comparación el imán de una nevera tiene un campo de 100 gauss.

 simulación de las lineas del campo terrestre en un periodo estandar entre inversiones