¿Qué es el electromagnetismo?
En pocas palabras, el electromagnetismo es exactamente lo que el término describe, un efecto magnético que es el resultado de las corrientes eléctricas. En Duden todo se determina de la siguiente manera:
Todos los fenómenos en los que las corrientes eléctricas y los campos magnéticos están vinculados.
Hans Christian Oerdted fue la primera persona en descubrir y registrar el principio electromagnético en 1820. Antes, las fuerzas eléctricas y magnéticas a menudo se intercambiaban o ni siquiera se distinguían.
Oersted ha determinado que cuando un conductor es atravesado por electricidad, crea automáticamente un campo magnético a su alrededor. La intensidad de este campo magnético depende de la intensidad del flujo de corriente suministrado. La polarización de este campo magnético también depende del flujo de corriente, más precisamente de la dirección del flujo de corriente. En consecuencia, esto también se puede controlar: si se invierte la dirección del flujo de corriente, también se invierte la polarización del campo electromagnético.
Electromagnetismo y las ecuaciones de Maxwell
Poco menos de 40 años después, James Clerk Maxwell profundizó aún más este principio. Estableció las ecuaciones de Maxwell, que todavía forman la base de la electrodinámica y describen cómo se forman los campos electromagnéticos. En resumen, de estas cuatro ecuaciones matemáticas se puede concluir que surgen las llamadas ondas electromagnéticas. En este caso, los campos eléctricos se crean primero por cargas, como resultado de estas cargas en movimiento surgen campos magnéticos, que a su vez producen campos eléctricos. Estos campos se alternan una y otra vez, por eso hablamos de campos electromagnéticos en su conjunto. Para obtener más información y una explicación detallada, consulte este artículo sobre las ecuaciones de Maxwell en nuestro blog.
Si considera que generalmente hay tres fuerzas básicas en física, además del electromagnetismo hay fuerzas de gravedad y nucleares, puede imaginar cuánta influencia tiene el electromagnetismo en nuestro medio ambiente y cuán importante es que este fenómeno fue definido por sus correspondientes ecuaciones matemáticas y físicas. Esto significa que todos los campos electromagnéticos posibles se pueden medir en nuestra vida cotidiana.
Si necesita más información sobre el tema, tiene alguna pregunta o simplemente está interesado en productos de nuestra gama pero desea recibir asesoramiento sin compromiso, puede contactar a nuestro equipo de expertos en magnetismos en cualquier momento.
¿Cuál es el principio de Pauli?
El principio de Pauli, también conocido como la prohibición de Pauli o el principio de exclusión de Paulian, fue descubierto en 1924 por el físico Wolfgang Ernst Pauli, quien casi 20 años después también recibió el Premio Nobel por su trabajo. En términos generales, según el principio de Pauli, dos electrones en un átomo nunca deben tener exactamente el mismo estado; a esto también se le denomina como principio de exclusión o prohibición. Para explicar y comprender esto con más detalle, primero debemos aclarar algunos conceptos básicos.
Explicaciones de términos relacionados con el principio de Pauli
El estado de un electrón se mide con los llamados números cuánticos. Estas son cuatro cantidades físicas diferentes que representan las propiedades del electrón: la energía - abreviada con "n", el momento angular - abreviado con "l", la orientación de este momento angular - abreviado con "m", y la orientación de las Electroespinas - abreviado como "s". Además, existe la abreviatura "sm" que significa la alineación del electro spin. En consecuencia, estas cinco variables para las propiedades de movimiento del electrón aparecen en una ecuación y de acuerdo con el principio de Pauli, nunca deben ser las mismas.
Sin embargo, hay una limitación. El principio de Pauli no se aplica simplemente a todos los electrones, sino sólo a aquellos cuyo giro no es un número entero. Estos electrones se llaman fermiones. Llamamos a todas las partículas con giros enteros a los que no se aplica el principio de exclusión que llamamos bosones. El espacio que se encuentra en el interior de un átomo en el que está compuesto por electrones, los cuales no se mantienen en el mismo tiempo si tienen la misma disposición o si son enteros; a este espacio se le conoce como orbital. Entonces habríamos explicado los términos más importantes para entender el principio de Pauli.
El principio de Pauli en relación con el ferromagnetismo.
El ferromagnetismo se obtiene de la interacción a la hora de intercambiar los electrones dentro de un sólido. Este suceso también se puede explicar con el principio de Pauli.
Como ya hemos aclarado en otras publicaciones en nuestro blog, el magnetismo se produce precisamente porque las electroespinas no deben tener una dirección diferente del giro. Ahora, el principio de Pauli prohíbe dentro del imán que los espines en los electrones adyacentes sean diferentes, surge una fuerza entre estos electrones, que coloca los espines en paralelo y los estabiliza. Aquí es donde ocurre la interacción de intercambio. Esto es tan fuerte que, como ya hemos aclarado, una sustancia magnetizada ferromagnética no pierde su fuerza magnética tan fácilmente, incluso si la influencia externa se desconecta. Con electroimanes esto es exactamente lo contrario.
Si desea obtener más información sobre la conexión entre el principio de Pauli y el ferromagnetismo o tiene otras preguntas, puede contactar a nuestro equipo de expertos en cualquier momento. Estaremos encantados de asesorarle sin compromiso y ofrecerle información detallada.
El magnetismo ¿En qué consiste?
Decimos que
sabemos lo que son los imanes, ¿pero somos realmente conscientes de lo que
significa el magnetismo?
Probablemente la aplicación más conocida y clásica en la que nos beneficiamos
de las fuerzas magnéticas es la brújula. Al final, incluso nuestra propia
tierra es un gran imán. De hecho, el fenómeno de la atracción magnética se
descubrió por primera vez en Grecia. En la ciudad de Magnesia se observó en
piedras desde el año 500 aC y fue descrito por Tales de Mileto. La ciudad le
dio su nombre al magnetismo como consecuencia.
Con un fenómeno tan fascinante, no es sorprendente que haya sido investigado en numerosas ocasiones a lo largo de los años. Sin embargo, faltaba claridad sobre la diferencia y la conexión entre la electricidad y el magnetismo. No fue hasta 1864 que el físico James Clerk Maxwell estableció oficialmente las ecuaciones de Maxwell, que describen matemáticamente los campos eléctricos y magnéticos.
¿Cómo funciona el magnetismo?
Hay varias
formas de magnetismo: diamagnetismo,
paramagnetismo y ferromagnetismo. El ferromagnetismo (hierro viene de la
palabra latina ferrum) es la forma magnética más común en nuestra vida
cotidiana. Las interacciones electromagnéticas son responsables de este
fenómeno. Las líneas de campo resultantes, que forman el campo magnético, no
son visibles, pero puede aclararlas con limaduras de hierro o registrarlas
gráficamente para poder explicar visualmente el magnetismo.
Existen los llamados imanes permanentes que se magnetizan constantemente, al igual que los electroimanes. En este último, el efecto magnético es provocado por la influencia externa de la electricidad. Si se apaga el flujo de corriente, el magnetismo disminuye. Esto sucede más rápido o más lento dependiendo del material, y la fuerza magnética resultante se llama remanencia.
Las corrientes
eléctricas que proporcionan el magnetismo a los imanes permanentes se deben al
movimiento de los electrones en los átomos. Por un lado, estos giran en órbitas
y, por otro, sobre sí mismos. La combinación de este movimiento puede dar lugar
a un momento magnético, pero esta es una explicación muy simplificada.
Como puede ver, hay diferentes tipos de imanes, cada uno de los cuales tiene diferentes propiedades y modos de operación. Los imanes se usan en muchas áreas diferentes, en motores eléctricos, televisores, altavoces u otros dispositivos electrónicos, lo que también significa que no todos los imanes son igualmente adecuados para cada aplicación. Por lo tanto, siempre debe obtener suficientes consejos para asegurarse de elegir el imán más adecuado para sus necesidades. Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con nuestro personal especializado. Le informaremos y lo ayudaremos gustosamente sin compromiso.
¿Qué
son las ondas electromagnéticas?
Las ondas electromagnéticas son ondas que no podemos verlas y que están compuestas por energía electromagnética. Dado que las fuerzas de esta energía o campos eléctricos y magnéticos cambian tanto temporal como espacialmente, se les conoce como ondas.
Pero ¿Cómo se
forman estas ondas electromagnéticas? Mediante un dipolo se puede cambiar la
dirección del flujo de corriente y la fuerza. Cuando la fuerza en el dipolo
está en su punto más alto, se crea un campo magnético a su alrededor. Este
campo magnético tiene la misma dirección que el flujo de corriente.
Dentro de una
oscilación, el flujo de corriente cae completamente a cero dos veces, lo que
significa que los portadores de carga dentro del dipolo se acumulan en los
extremos respectivos y las líneas del campo eléctrico se mueven desde el
extremo positivo al negativo.
Si el dipolo se
invierte, el campo eléctrico se debilita y el campo magnético aumenta. Esto
significa que se producen vibraciones magnéticas y eléctricas alternas, creando
en ocasiones un campo electromagnético
alterno. Además, este campo electromagnético alterno puede incluso separarse de
su dipolo, lo que significa que se propaga a la velocidad de la luz. Es aquí
donde aparece la onda electromagnética.
Existen
diferentes tipos de ondas electromagnéticas: ondas de radio, microondas, rayos
X, radiación de teléfonos móviles, incluso la luz. Estas pueden ser descritas
con características muy similares a las ondas en el agua como:
Como es lógico, también es posible calcular estas ondas de forma matemática. Para esto se utilizan las ecuaciones de Maxwell, que nos muestran cómo los campos eléctricos y magnéticos variantes están relacionados entre sí.
Si necesita más información sobre este tema o tiene alguna pregunta, puede comunicarse con nuestro personal especializado en cualquier momento.
Imanes para automoción
Los imanes tienen una amplia gama de aplicaciones, donde se pueden emplear desde en líneas de producción hasta en el automóvil, este último en forma de altavoces y sistemas ABS. Los imanes en el sector de la automoción se pueden encontrar de diferentes maneras como en los motores y en sensores. Además, los podemos emplear para la sujeción de las matrículas.
En 1946 se creó el primer coche eléctrico en el que encontramos varias piezas imantadas como en partes del motor eléctricos que tienen incorporado bobinas magnéticas. Asimismo, como convertidores eléctricos y baterías. Los imanes permanentes se utilizan como varias herramientas para la fabricación de coches y en el 2018, la implantación de los elementos magnéticos incrementó drásticamente en los automóviles. A partir de ese año, un 93% de los fabricantes de vehículos incorporaron en los motores eléctricos la aplicación de los imanes permanentes. Este suceso facilitó la producción y agilizó el proceso evitando paradas para extraer partículas metálicas para que la calidad del producto final no se vea perjudicado.
Aplicaciones en los imanes en la automoción
Existen varios tipos de imanes que dependiendo de para que lo queramos utilizar, emplearemos unos imanes permanentes u otros. Los imanes permanentes más utilizados son imanes de neodimio y de ferrita, sin embargo, también se pueden utilizar los imanes de samario y de alnico, dependiendo la utilidad que se le dé.
Primero de todo, los imanes de neodimio son particularmente conocidos por su gran fuerza en relación a su reducida medida. Estos los podemos encontrar en espacios pequeños donde se requiera un alto rendimiento. Más tarde, los imanes de ferrita poseen una gran resistencia a pesar de su alta capacidad de corrosión, los podemos encontrar en frenos, limpiaparabrisas, amortiguadores, altavoces… A continuación, los imanes de samario son empleados con gran frecuencia gracias a su resistencia a la oxidación, es por eso que se suelen destinar a los sensores y generadores de electricidad… Finalmente, los imanes de alnico son característicos por su resistencia a altas temperaturas, es por eso que están destinados a los generadores, MRI y para fabricar los sensores aeroespaciales.
Podemos destinar los imanes en varios sectores tanto el personal como el publicitario. Si nos enfocamos en el punto de vista de personal, podemos hacer uso de los imanes para personalizar los vehículos según nuestras preferencias. Los podemos encontrar como soporte magnético del GPS del móvil ayudando a la orientación del conductor de una manera segura. También están de forma publicitaria en forma de rótulos como imagen corporativa de la empresa y como estrategia publicitaria.
¿Qué
es la fuerza de Lorentz?
La fuerza de Lorentz fue descubierta por
el físico holandés Hendrik Antoon Lorentz y describe la fuerza que actúa sobre
cargas eléctricas móviles individuales dentro de un campo magnético. Una
posible definición y la fórmula física con la que se calcula la fuerza de
Lorentz es la siguiente:
"Si una
partícula con carga “q” se mueve a una velocidad “v” perpendicular a las líneas
de campo de un campo magnético con densidad de flujo “B”, la fuerza de Lorentz
actúa sobre esta partícula".
F
= q * v * B(
Sin embargo, para comprender realmente la fuerza de Lorentz, primero se deben aclarar algunos conceptos básicos. Estos conceptos básicos incluyen, los imanes con sus campos magnéticos. Como sabemos, los imanes tienen dos polos, el polo norte y el polo sur. Si acercas dos polos diferentes, se atraen entre sí, dos polos idénticos se repelen entre sí.
Si acercamos un
imán a un material ferromagnético como el hierro, es atraído, es decir, el hierro
se mueve en la dirección del imán dentro del llamado campo magnético. El campo
magnético se puede mostrar mediante líneas de campo. Estas líneas de campo
generalmente fluyen del norte al polo sur y nunca se cruzan.
Esto comienza a
funcionar si ahora colocamos un conductor cargado eléctricamente entre las
líneas de campo del campo magnético mencionadas anteriormente. El conductor
eléctrico es movido por la fuerza de Lorentz.
¿Cómo se puede determinar la dirección de
la fuerza de Lorentz?
La regla de la mano izquierda y la regla de la mano derecha se pueden usar para determinar la dirección de la fuerza de Lorentz, es decir, si el conductor descrito en nuestro anterior ejemplo se mueve hacia la derecha o hacia la izquierda. Si la corriente fluye de - a +, se aplica la regla de la izquierda y viceversa de + a - para la regla de la derecha.
Se observan
exactamente tres dedos, el pulgar, el índice y el dedo medio. No importa cuál
de las dos reglas usemos, el pulgar representa el origen, es decir, la dirección
de la corriente de electrones. El dedo índice indica la dirección del campo
magnético, es decir, la dirección de las líneas de campo, y el dedo medio
representa la dirección de la fuerza.
Entonces vemos
que el conductor se mueve hacia la izquierda, el dedo medio se muestra hacia la
izquierda y viceversa. Esta regla también se llama regla UVW, donde U significa
causa (pulgar), V para mediación (dedo índice) y W para efecto (dedo medio).
La fuerza de
Lorentz se beneficia de muchos experimentos físicos y también es un principio
fundamental en aplicaciones técnicas como motores eléctricos, generadores o
televisores. Si desea obtener más información o tiene más preguntas sobre el
magnetismo, puede comunicarse con nuestro personal especializado en cualquier momento.
¿Qué
es la histéresis?
Para aclarar qué es la histéresis, primero debemos mirar el término en sí. La histéresis proviene del griego histeros (ὕστερος), que se puede traducir como "posterior". La histéresis se traduce al alemán como "efecto posterior".
Esto es
exactamente de lo que se trata la histéresis en general. Por lo tanto, una
definición general del término es: "Es
la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del
estímulo que la ha generado".
En consecuencia,
el principio de histéresis se puede aplicar a una amplia variedad de áreas,
desde los fenómenos electrónicos hasta los económicos y el ferromagnetismo.
¿Qué es la histéresis de los productos
magnéticos?
Los materiales
ferromagnéticos pueden cargarse magnéticamente mediante campos magnéticos
externos. Esta magnetización aumenta mucho más rápido de lo que disminuye
cuando el campo magnético externo se apaga nuevamente.
Es precisamente
este efecto lo que debemos a la histéresis,
que se mide por la curva de histéresis. La fuerza magnética que permanece
cuando el campo magnético externo está completamente apagado es lo que llamamos
remanencia.
Veamos un
ejemplo de un material ferromagnético no magnetizado.
Por ejemplo, a través de una bobina eléctrica, podemos magnetizar este material. El campo magnético externo se denota (H) y el campo magnético resultante en el interior es la densidad de flujo magnético (B). Aquí estamos tratando con dos variables, la intensidad del campo magnético (H) y la densidad de flujo magnético (B), siendo la histéresis la relación entre las dos.
Si ambos valores
estaban previamente en cero, es decir, la bobina aún no se ha electrificado y
el material a magnetizar aún no tiene su propia energía magnética, se forma una
curva de histéresis, que llamamos la nueva curva. A medida que la intensidad
del campo magnético (H) aumenta gradualmente, la densidad de flujo magnético
(B) aumenta lentamente al principio y finalmente alcanza un punto de
saturación. Incluso si (H) aumenta más, (B) no aumentará más.
En consecuencia, el campo magnético externo puede desactivarse nuevamente y la intensidad del campo magnético recién creado no disminuirá con la misma rapidez, sino sólo gradualmente, ya que ahora estamos hablando de la remanencia del material a magnetizar.
Ahora hay
diferentes curvas de histéresis: la suave y la dura. Los imanes suaves tienen
curvas más estrechas, remanencias más pequeñas y fuerzas de campo coercitivas. En
cambio, con imanes duros podemos observar curvas más amplias, así como valores
de remanencia más altos y fuerzas de campo coercitivas.
El tema de la histéresis es extenso y se puede ver desde el lado físico y el matemático. En este artículo, sin embargo, inicialmente queríamos aclarar el principio básico y la definición general de la histéresis. Si tiene más preguntas, puede contactarnos en cualquier momento y nuestros expertos estarán encantados de ayudarlo.
