La atracción electrostática y la atracción magnética son dos fenómenos diferentes pero relacionados. Mientras que la atracción electrostática se debe a la interacción de cargas eléctricas, la atracción magnética se produce entre imanes o materiales magnéticos.
¿Qué atrae la electricidad estática?
En los procesos de producción, las cargas electrostáticas pueden ser un problema importante. Estas cargas pueden hacer que los materiales se adhieran a la maquinaria o se peguen entre sí. Además, existe el riesgo de descargas eléctricas para los trabajadores. La carga eléctrica también atrae el polvo del entorno. En lugares donde hay riesgo de explosión, la carga electrostática podría generar una chispa y, como resultado, un incendio o incluso una explosión.
¿Cómo se produce la energía magnética?
El magnetismo se origina por el desplazamiento de cargas eléctricas en objetos que interactúan. Si las cargas en dos objetos, como dos hilos con corriente, se mueven en la misma dirección, los objetos experimentan una fuerza atractiva. Sin embargo, si se mueven en direcciones opuestas, la fuerza es repulsiva.
Siempre habrá un campo magnético alrededor de las cargas en movimiento, generado por el movimiento de dichas cargas. Si otras cargas en movimiento se acercan a este campo magnético, interactuarán con él. Es importante que las cargas estén en movimiento para que existan campos magnéticos, fuerzas o energía magnética. Las cargas en reposo no producen campos magnéticos ni fenómenos magnéticos. Los imanes tienen un campo magnético propio debido al movimiento y orientación específica de los electrones dentro de los átomos.
La energía magnética puede ser generada mediante electroimanes, que consisten en un alambre eléctrico bobinado alrededor de un material magnético como el hierro. También puede ser producida mediante la imantación de materiales susceptibles, ya sean temporales (en los que el campo magnético es externo y, por lo tanto, se debilita y desaparece) o permanentes.
¿Cuántos fenómenos magnéticos existen?
Existen diferentes tipos de magnetismo, como el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo. Los materiales diamagnéticos anulan los efectos magnéticos, pero adquieren una imantación débil cuando se introducen en un campo magnético. Los materiales paramagnéticos no anulan los efectos magnéticos y actúan como pequeños imanes. Los materiales ferromagnéticos son altamente magnéticos. El magnetismo es una fuerza de atracción o repulsión entre ciertos materiales y un campo magnético. Algunos materiales, como el hierro y el níquel, son especialmente propensos al magnetismo y pueden constituir imanes. El magnetismo y la corriente eléctrica están estrechamente relacionados y juntos forman el electromagnetismo. La manipulación de los campos magnéticos puede generar corriente eléctrica y viceversa. Esta relación se basa en la naturaleza atómica de los materiales y en el flujo de electrones.
¿Dónde se aplica el electromagnetismo?
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¿Qué relacion hay entre el magnetismo y el electromagnetismo?
Cuando una carga eléctrica se mueve, genera un campo eléctrico y un campo magnético a su alrededor. Este campo magnético ejerce una fuerza sobre otras cargas eléctricas que se encuentren dentro de su radio de acción, conocida como fuerza electromagnética.
Si tenemos un conductor rectilíneo por el cual circula una corriente eléctrica y atraviesa un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética sobre el conductor. Esto se debe a que el campo magnético ejerce fuerzas sobre las cargas eléctricas en movimiento.
Si en lugar de tener un conductor rectilíneo, tenemos una espira rectangular, se generarán dos fuerzas de igual magnitud pero de sentido opuesto en los dos lados perpendiculares al campo magnético. Esto no causará un desplazamiento, sino que la espira girará sobre sí misma.
La dirección de esta fuerza puede determinarse utilizando la regla de la mano izquierda.
Si la dirección de la velocidad es paralela al campo magnético, la fuerza se anula y la trayectoria de la partícula será rectilínea.
Si la dirección de la velocidad es perpendicular al campo magnético, la fuerza se calcula mediante la expresión F = Q * v * B. En caso de que esta fuerza sea perpendicular al plano formado por la velocidad y el campo magnético, la partícula describirá una trayectoria circular.
Si la dirección de la velocidad es oblicua a la del campo magnético, la partícula describirá una trayectoria en forma de espiral.
En resumen, el electromagnetismo se refiere al fenómeno en el cual una carga eléctrica en movimiento crea campos eléctricos y magnéticos, generando fuerzas electromagnéticas sobre otras cargas eléctricas. La regla de la mano izquierda se utiliza para determinar la dirección de estas fuerzas.
¿Cómo se detecta la electrostática?
La electrostática es una rama de la física que estudia las cargas eléctricas y sus interacciones. Experimentalmente se ha demostrado que al frotar una varilla de plástico sobre un paño, la varilla adquiere una carga eléctrica negativa y puede atraer pequeños trozos de papel. Por otro lado, si acercamos un papel cargado positivamente a la varilla, el papel se carga positivamente y se separa de la varilla. Esto nos indica que existen cargas eléctricas, las cuales pueden ser positivas o negativas. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las cargas de signo contrario se atraen. El electroscopio de hojas de oro es un instrumento que se utiliza para detectar la presencia de cargas eléctricas. La carga eléctrica se mide en Coulomb y la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas se calcula utilizando la ley de Coulomb. Además, se ha observado que las cargas eléctricas crean un campo eléctrico a su alrededor, el cual puede ser representado mediante líneas de fuerza. Los condensadores son elementos de los circuitos eléctricos que pueden almacenar cargas eléctricas. La capacidad de un condensador se mide en Farad y depende de la superficie de sus armaduras y de la distancia entre ellas. Los condensadores pueden estar conectados en paralelo o en serie, lo cual afecta su capacidad total. La carga y descarga de un condensador se puede realizar a través de una resistencia, lo cual produce cambios en la tensión y corriente a lo largo del tiempo.
¿Qué aparatos utilizan magnetismo y electromagnetismo?
Arco iris sobre un campo cultivado
La mayoría de los campos electromagnéticos (CEM) son invisibles para el ojo humano. Sin embargo, también existen campos electromagnéticos visibles, como el arco iris.
Espectro de colores en líneas verticales desde el azul a la izquierda hasta el rojo a la derecha.
Existen dos tipos de radiaciones electromagnéticas: las radiaciones ionizantes, que rompen las moléculas y causan daños en las células (como los rayos X y los rayos gamma), y las radiaciones no ionizantes, que no rompen las moléculas y con las que convivimos a diario.
Central de transformación eléctrica.
Los estudios científicos demuestran que las radiaciones electromagnéticas no ionizantes no son perjudiciales para la salud cuando nos exponemos a niveles por debajo de la normativa. Aunque existen personas con hipersensibilidad electromagnética, no hay pruebas científicas de que esto sea la causa.
Collage de varios elementos que producen CEM: televisor, ordenador, secador de pelo, nevera, teléfono, microondas, radio, wifi y bluetooth.
Convivimos diariamente con muchos aparatos que emiten radiaciones no ionizantes, como líneas de media y alta tensión, transformadores eléctricos, neveras, secadores de pelo, ordenadores, sistemas de alarma, radios, televisores, teléfonos móviles e inalámbricos, microondas, wifi o bluetooth.
Teléfono antiguo negro de mesa junto a tacos de notas y un bolígrafo.
Actualmente, no estamos necesariamente más expuestos a los campos electromagnéticos que hace años, a pesar de la mayor cantidad de aparatos que los emiten. Los nuevos electrodomésticos y teléfonos móviles emiten niveles mucho más bajos que los modelos anteriores.
¿Cómo se llaman los 2 tipos de imanes?
Las interacciones entre los espines son generadas por diversos mecanismos, algunos de los cuales no son completamente conocidos. Sin embargo, para nuestra discusión, solo es relevante conocer el efecto de estas interacciones sin importar sus causas. Lo que sí es importante destacar es que, debido a un principio general de la naturaleza, los espines se orientarán de manera que la energía libre del sistema sea mínima. Para ilustrar esto, podemos hacer una analogía entre dos espines microscópicos y dos imanes permanentes. Esta analogía nos ayudará a comprender lo que sucede a nivel molecular.
Si tomamos dos imanes permanentes, observaremos que los extremos de cada uno se atraen o se repelen debido a los dos tipos de polos magnéticos que tienen. Como resultado, cuando los ponemos en contacto, tienden a alinearse de una manera natural. Esto significa que los imanes han alcanzado su posición de mínima energía o equilibrio. Si intentamos girar uno de los imanes 180 grados, requerirá trabajo, ya que esta nueva posición tiene mayor energía que la anterior. Necesitaremos suministrar energía para lograr y mantener esta nueva posición. Si dejamos de suministrar esta energía extra, los imanes cambiarán de dirección y se alinearán nuevamente en su posición original, es decir, regresarán a su estado de mínima energía.
A nivel microscópico, ocurre algo similar con los materiales magnéticos. Sin embargo, en lugar de tener solo dos imanes, tenemos un número enorme de pequeños imanes interactuando entre sí. Cada par de espines tratará de orientarse de la manera más natural posible, es decir, de manera que la energía de ese par sea mínima. Como resultado, tenemos una gran diversidad de comportamientos en los diferentes materiales magnéticos.
Es importante recordar las características de los polos magnéticos. Los imanes tienen dos polos, uno norte y otro sur. Si acercamos dos imanes con polos iguales, se repelen, mientras que si acercamos dos imanes con polos opuestos, se atraen.
Existen dos tipos de imanes: los imanes naturales y los imanes artificiales. Los imanes naturales son aquellos que se encuentran en la Tierra y atraen al hierro. Un ejemplo de imán natural es la magnetita, que en realidad es hierro cristalino (Fe3O4). La Tierra también es considerada un imán natural.
Los imanes artificiales son cuerpos que han sido magnetizados de forma artificial. El hierro y el acero pueden ser magnetizados. Por ejemplo, si frotamos una aguja con un imán varias veces en la misma dirección, la aguja se magnetizará. También podemos magnetizar objetos como tijeras o clavos al dejarlos en contacto con un imán durante un tiempo.
El magnetismo inducido es un fenómeno en el cual el hierro normal se convierte en un imán temporal cuando se acerca a uno permanente con una polaridad que provoca la atracción. Por ejemplo, si colocamos una aguja cerca de un imán, la aguja se magnetizará temporalmente y atraerá a otros objetos magnéticos.
Los polos de un imán son las regiones donde se concentra su fuerza magnética. Un imán no tiene líneas neutras, ya que las líneas de fuerza magnética no terminan ni empiezan en su superficie, sino que se refuerzan al tener la misma dirección.
Un imán puede perder su magnetismo de dos formas: aplicando fricción en sentido contrario o invirtiendo el sentido de la corriente que se utilizó para magnetizarlo, o aplicándole calor.
Algunas ideas para jugar y experimentar con imanes incluyen fabricar un imán frotando una aguja con un imán, fabricar un electroimán enrollando alambre de cobre en un clavo y conectándolo a una pila, y construir una brújula utilizando una aguja imantada y un corcho flotante en agua.
En resumen, el magnetismo es el resultado de las interacciones entre los espines de los materiales magnéticos. Estas interacciones buscan alcanzar la posición de mínima energía, lo que lleva a una gran diversidad de comportamientos en los diferentes materiales. Los imanes tienen dos polos, norte y sur, y pueden ser naturales o artificiales. El magnetismo inducido es un fenómeno en el cual el hierro normal se magnetiza temporalmente al acercarse a un imán permanente. Los imanes pueden perder su magnetismo por fricción en sentido contrario, inversión de la corriente o aplicación de calor.
Concluir
La relación entre el magnetismo y el electromagnetismo radica en que el electromagnetismo es una combinación de electricidad y magnetismo. La energía magnética se produce a través del movimiento de cargas eléctricas. Los dos tipos de imanes son los imanes permanentes y los imanes temporales. El electromagnetismo se aplica en diversos campos como la industria, la medicina y las comunicaciones. Existen varios fenómenos magnéticos, como la atracción y repulsión entre imanes y la inducción magnética. Algunos aparatos que utilizan magnetismo y electromagnetismo son los motores eléctricos, los generadores y los transformadores. La electrostática se detecta a través de la observación de la atracción o repulsión de cargas eléctricas. La electricidad estática atrae materiales como el papel, el plástico y el cabello.
Enlace fuente
https://fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/que-es-el-electromagnetismo
https://concepto.de/energia-magnetica/
http://fcaglp.fcaglp.unlp.edu.ar/extension/preguntas/magnetismogral.html
https://concepto.de/electromagnetismo/
https://www.comunidad.madrid/servicios/salud/campos-electromagneticos
https://scuolaelettrica.it/escuelaelectrica/elettronica/elettro1.php
https://www.simco-ion.es/descargas/que-es-la-electricidad-estatica
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