MAGNETISMO


El magnetismo es una rama de la física muy compleja, ya que no puede ser explicado únicamente con una simple definición, ni mediante postulados de la mecanica clasica. El magnetismo engloba una gran serie de características, por lo cual no se puede hablar del magnetismo sin mencionar otras disciplinas de la Física.
El fenómeno del magnetismo era conocido ya por los antiguos griegos desde hace mas de 2000 años. Los primeros fenómenos magnéticos observados fueron relacionados con imanes naturales, como la magnetita (Fe3O4), que tiene la propiedad de atraer las limaduras de hierro.

La magnetita no es mas que oxido ferrosos férrico siendo el único iman que se encuentra en la naturaleza.
Ademas de los imanes naturales, existen otros minerales que pueden adquirir las propiedades de la magnetita también llamada piedra iman. A esta característica se leconoce como imantación. Existen tres métodos de imantación; por contacto, inducción y frotamiento.
El nombre del magnetismo se deriva de Magnesia, una región de asía menor donde abunda un mineral de color gris oscuro, aunque existen otras historias en las que se encuentra, la del pastor Magnes que también es muy famosa.
Esta propiedad se presenta con mayor intensidad en ciertos puntos del iman, llamados polos magnéticos del iman llamados polo Norte (N) y polo Sur (S). Del mismo modo que las cargas eléctricas del mismo signo se repelen y de distinto sigo se atraen, imanes que se acercan por polos iguales se repelen y si se acercan por polos opuestos se atraen.
Es imposible aislar un único polo magnético, de modo que si un iman se parte en dos, en cada trozo vuelve a haber un polo Norte y uno Sur
Aunque se tenía conocimiento de este fenómeno de forma experimental no fue hasta mediados del siglo XIX cuando se formularon teóricamente todas las interacciones de tipo eléctrico y magnético, resumidas en las ecuaciones de Maxwell.
De este modo, actualmente se sabe la influencia que ejercen las cargas eléctricas en movimiento, la existencia del campo magnético de la Tierra y la relación que se establece entre los imanes y las corrientes eléctricas (denominada electromagnetismo).

Tema 1. Magnetismo

1.1 Generalidades
El Magnetismo es la parte de la física que estudia las interacciones entre imanes, constituye uno de los fenómenos mas atractivos y misteriosos conocido desde la antigüedad. La palabra magnetismo viene del griego magnés=iman.
Se leconoce como la fuerza de atracción que ejercen determinados cuerpos, (imanes), en una región del espacio denominada campo magnético. Existen cuerpos que por su composición poseen propiedades magnéticas como la piedra magnetita (oxido ferroso férrico FE3O4) y se denominan imanes naturales. Pero también hay otros, conocidos como imanes artificiales.
Los imanes poseen dos polos, uno negativo y otro positivo. Si se enfrentan dos cuerpos imantados, los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen. Ademas, en ciertos casos, los imanes son capaces de inducir corrientes eléctricas.

Los polos iguales se repelen: al enfrentarse polos iguales, el campo magnético tiende a separarse y la atracción magnética se debilita tanto que aparece un espacio neutral.

Los polos opuestos se atraen: al unirlos, el campo que se forma entre ellos es muy fuerte.
El magnetismo puede transmitirse de un objeto a otro, fenómeno conocido como imantación puede ser dado:
a) Por frotamiento con un iman natural o artificial.
b) Por contacto.
c) Por Inducción. Si colocamos un trozo de fierro en contacto con un polo de un iman o cerca de él, este fierro se magnetizara y adquirira las propiedades de un iman.
Existen ademas del fierro y acero otras materias que son atraídas en menor grado por un iman y son también susceptibles de magnetización, por ello se les denomina “cuerpos magnéticos”.
Un iman suspendido con su eje magnético horizontal y libre de girar sobre un eje vertical, tomara una dirección definida, aproximadamente Norte – Sur magnético. El extremo que mira oapunta hacia el Norte, se le denomina “polo norte del iman” y se le asigna el color 'rojo'. Al extremo que apunta hacia el Sur se denomina 'polo sur del iman', asignandole el color 'azul'.
En un iman no puede existir un solo polo. Siempre estara presente el polo norte y el sur, tanto es así, que si un iman se quiebra, cada parte forma otro iman separadamente.
La cantidad de magnetismo que puede adquirir un cuerpo no es indefinido. Tiene un límite hasta cierta cantidad llamada “Saturación”. También se ha establecido que el magnetismo se pierde gradualmente con el tiempo, siendo esta disminución muy lenta, aunque actualmente los imanes artificiales tienen características retentivas muy grandes, por lo que la pérdida de magnetismo es muy reducida.
Los fierros y aceros colocados dentro de un campo magnético pueden dividirse en tres clases o tipos de acuerdo con sus reacciones:
1) Aquellos que se magnetizan inmediatamente. A esta clase pertenecen los fierros dulces o blandos y se dice que reciben el magnetismo por inducción; perdiéndolo inmediatamente que se saca del campo magnético.
2) Aquellos que gradualmente se van magnetizando y una vez saturados lo conservan indefinidamente. A este tipo corresponden los fierros duros o aceros y se dice que reciben magnetismo permanente.
3) Aquellos que actúan como fierros dulces o como fierros duros de acuerdo con las circunstancias. Este tipo se denomina fierro intermediario y se dice que reciben magnetismo subpermanente.

1.2 Bosquejo Histórico
Fueron los griegos quienes primeroreflexionaron sobre las maravillosas propiedades de la magnetita, una piedra negra capaz de atraer objetos de hierro. Alrededor del año 600 antes de nuestra era, tales de Mileto describió al iman en forma detallada.
Dos siglos después, platón hizo decir a Sócrates que la magnetita no sólo atraía anillos de hierro, sino que les impartía un poder similar para atraer a otros anillos, fenómeno que en la actualidad llamamos magnetización por inducción. De esta manera se formaban cadenas de anillos, colgados unos de otros.
El término magnetismo viene de magnesia, una ciudad del Asia menor donde abundaba el mineral. Según otra versión, el nombre tiene su origen en la leyenda del pastor manes, quien se quedó pegado a la tierra, ya que los clavos de sus zapatos fueron atraídos por la magnetita.
Los antiguos chinos también conocieron las extrañas y raras piedras con el poder de atraer el hierro, posiblemente pedazos de mineral ferroso golpeados por un rayo, y las usaron en tableros para adivinar la fortuna.
Posteriormente, descubrieron el magnetismo terrestre, produciendo como resultado tecnológico la invención de la brújula. Una aguja de acero frotada con una “piedra magnética” se magnetiza también y los chinos descubrieron que, al ser suspendida libremente, la aguja apuntaba en dirección norte-sur.
El compas magnético pronto se extendió por Europa. Cristóbal Colón lo usó cuando cruzó el Océano Atlantico, notando no solamente que la aguja se desviaba ligeramente del Norte exacto, indicado por las estrellas, sino también que la desviación cambiaba durante el viaje.Mas de veinte siglos después de las primeras descripciones de fenómenos magnéticos, terminó la etapa pre científica del magnetismo con la aparición de la figura del inglés William Gilbert de Colchester, quien fue el verdadero fundador de la ciencia del magnetismo.
Gilbert estudió en Cambridge y, después de viajar por el continente europeo, fue médico de la Reina Isabel I de Inglaterra. Hizo hincapié en el método experimental, utilizandolo para ahondar en el conocimiento del magnetismo.
En 1600 fue publicada su obra “De Magnete”, uno de los trabajos claves de la revolución científica de esa época. En sus seis tomos, Gilbert describió múltiples fenómenos magnéticos. Dedujo las propiedades de atracción de los polos opuestos.
El punto culminante en el desarrollo del magnetismo como una ciencia separada fue alcanzado justamente cuando se hacían los primeros descubrimientos relativos a la electricidad, que prepararon la síntesis de ambas ciencias en una sola: el electromagnetismo, que reúne las relaciones existentes entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas.
Fue sino hasta 1820, y por accidente, cuando el físico danés Hans Christian Oersted realizó un descubrimiento sorprendente.
Oersted planeaba demostrar el calentamiento de un alambre por el flujo de una corriente eléctrica y también llevar a cabo demostraciones de magnetismo, para lo cual había colocado un compas a un lado de la mesa.
Mientras efectuaba su demostración eléctrica notó, sorprendido, que cada vez que era conectada la corriente eléctrica, la aguja del compas se movía. No dijonada y terminó sus demostraciones, pero en los meses siguientes trabajó intensamente, tratando de comprender el nuevo fenómeno.
Sin embargo, no pudo explicar por qué sucedía. La aguja no era atraída ni repelida por el alambre. Finalmente, publicó sus descubrimientos sin darles ninguna explicación.
En una serie de ingeniosos experimentos, Ampere demostró que la interacción era simple y fundamental: dos corrientes en hilos paralelos que discurren en la misma dirección se atraen y cuando lo hacen en direcciones opuestas se repelen.
El inglés Michael Faraday demostró sin lugar a dudas que el magnetismo no estaba confinado sólo al hierro, desarrolló la idea del campo magnético y estudió el efecto de las corrientes en imanes y magnetos.
En 1831, Faraday observó que un iman generaba una corriente eléctrica en las proximidades de una bobina, siempre que el iman o la bobina estuvieran en movimiento, descubriendo así la inducción electromagnética.
El científico inglés realizó descubrimientos fundamentales en electricidad y magnetismo. Su gran paciencia y capacidad de observación le permitieron ver las líneas de fuerza que salían del iman y observar este fenómeno en diez días de febril investigación.
Propuso un método ampliamente usado para visualizar los campos magnéticos. Imagine una aguja de compas suspendida libremente, cerca de un magneto o una corriente eléctrica. Podemos rastrear en el espacio, por lo menos en nuestra imaginación, las líneas obtenidas al seguir la dirección de la aguja.
Así, describió ciertas líneas alrededor de una barra magnética.Su ilustración mas común es el clasico experimento escolar de esparcir limaduras de hierro sobre un papel colocado encima de un iman.
Faraday estableció claramente que las sustancias magnéticas interactúan unas con otras mediante líneas de fuerza, hoy llamadas líneas de campo.
En 1860, el físico y matematico escocés James Clerk Maxwell situó esa noción en una firme base matematica, incluyendo tanto las fuerzas eléctricas como las magnéticas. Tal espacio modificado es conocido ahora como campo electromagnético.
Maxwell publicó su 'Tratado sobre Electricidad y Magnetismo', en el que resumió y sintetizó los descubrimientos de Coulomb, Oersted, Ampère, Faraday y todo lo hasta entonces conocido en la materia en cuatro ecuaciones matematicas. Las Ecuaciones de Maxwell son la base de la teoría electromagnética.
Las ecuaciones derivadas por Maxwell sugerían una conexión entre magnetismo y electricidad, que inesperadamente involucraba a la velocidad de la luz, lo cual lo llevó a pensar que la luz era un fenómeno eléctrico y a predecir la existencia de las ondas electromagnéticas.
Poco después, en 1885, el aleman Heinrich Hertz comprobó que Maxwell estaba en lo correcto al producir dichas ondas por medio de la electricidad, en la primera demostración de ondas de radio o hertzianas, generadas y detectadas en su laboratorio.
Diez años mas tarde, Guglielmo Marconi aplicó el descubrimiento en un uso practico al enviar mensajes a través de largas distancias por medio de señales de telegrafía inalambrica.
Hoy en día se conoce una amplia variedad de ondaselectromagnéticas, desde las de radio, que son muy largas y de baja frecuencia, hasta los rayos gamma, que son muy cortas y de una frecuencia extremadamente alta. Otras son las microondas, las infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta y los rayos X
Los nuevos materiales magnéticos, derivados de sustancias ferromagnéticas como el hierro, se utilizan en tapones o sellos herméticos que pueden resistir presiones 60 veces mayores a la atmosférica, así como en procesos de separación de materiales que difieren en su densidad, como la incineración de desperdicios sólidos y la guía de taladros de perforación petrolera.

1.3 Electromagnetismo
Electromagnetismo es la rama de la Física que estudia los campos electromagnéticos, sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismo. Estudio de los fenómenos producidos por la interrelación entre los campos eléctrico y magnético. Toda carga eléctrica en movimiento crea a su alrededor un campo magnético, con propiedades similares a la de un iman, y a su vez todo campo magnético ejerce una fuerza sobre los conductores por los que circula una corriente eléctrica o la crea en estos cuando varia el flujo de líneas magnéticas que los atraviesa.
El electromagnetismo estudia conjuntamente los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias.
El electromagnetismo, por lo tanto estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se unen en solo teoría, que se resumen encuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos y magnéticos conocidas como las ecuaciones de Maxwell.
La idea propuesta y materializada por el físico escoces James Clerk Maxwell (1831-1879), quien luego de estudiar los fenómenos eléctricos y magnéticos concluyó que son producto de una misma interacción, denominada interacción electromagnética, lo que le llevo a formular, alrededor del año 1850, las ecuaciones antes citadas, que llevan su nombre en las que describe el comportamiento del campo electromagnético.
Estas ecuaciones dicen esencialmente que:
* Existen portadores de cargas eléctricas, y las líneas del campo eléctrico parten desde las cargas positivas y terminan en las cargas negativas.
* No existen portadores de carga magnética; por lo tanto, el número de líneas del campo magnético que salen desde un volumen dado, debe ser igual al número de líneas que entran a dicho volumen.
* Un iman en movimiento, o, dicho de otra forma, un campo magnético variable, genera una corriente eléctrica llamada corriente inducida.
* Cargas eléctricas en movimiento generan campos magnéticos.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo.

1.4 Imanes
Un iman es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como lamagnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales.
En un iman la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geograficos de la Tierra, que es un gigantesco iman natural.
1.4.1 Características de los Imanes.
Se orientan en una dirección específica del espacio cuando son suspendidos adecuadamente. Si colgamos cualquier iman en el espacio por medio de un hilo se observa que adquiere una orientación especial: una parte del iman se orienta aproximadamente hacia el norte geografico y la otra se orienta hacia el Sur. El lado que se orienta hacia el norte se denomina polo norte del iman y el lado que se orienta hacia el sur se denomina polo Sur. Esta característica dio origen a la Brújula, instrumento construido con una pequeña aguja imantada que puede girar alrededor de un eje de rotación que pasa por su centro geométrico.
a) Los imanes poseen dos zonas llamadas polos del iman, las cuales presentan una fuerte propiedad atractiva o repulsiva dependiendo del objeto con el que interactúan.
Por ejemplo: Entre imanes se puede observar que los polos del mismo nombre se repelen y polos de nombre diferente se atraen.
b) Poseen una zona intermedia donde las propiedades atractivas sobre los materiales ferromagnéticos se debilitan, esta es la zona neutra del iman.
c) Si se fracturan en dos partes se obtienen dos imanes de nuevo. Hasta ahora no ha sido posible separar los polos de un iman y aislarlos, los imanes son siemprebipolares y por esta razón en magnetismo, se habla siempre de dipolos magnéticos.
d) Pierden la propiedad de atraer cuando se calientan a cierta temperatura. Existe una temperatura donde el magnetismo desaparece.

1.5 Magnetización
Magnetización es una característica de algunos materiales que describe en qué medida se afectan cerca campos magnéticos, y también determina el campo magnético que el material sí mismo crea. La magnetización se define como la cantidad de momento magnético por volumen de unidad. El origen de los momentos magnéticos que crean la magnetización puede ser cualquiera microscópico corrientes eléctricas el corresponder al movimiento de electrones en atomos, o vuelta de los electrones.
Representa el incremento en la inducción magnética debida al material del núcleo.
La magnetización describe el estado magnético de un material o sea como responde el material a un campo magnético. Es una importante propiedad de materiales en la corteza terrestre.
Los materiales adquieren una componente de magnetización en la presencia de un campo magnético.
Para campos pequeños, del orden del campo terrestre, la magnetización inducida es proporcional al campo aplicado: M=k*H donde k es una constante adimensional llamada susceptibilidad magnética.

1.6 Geomagnetismo
 Es la rama de la Geofísica General que mide y estudia el campo magnético terrestre y sus variaciones. Dentro de esta disciplina esta contenido el PALEOMAGNETISMO, el cual permite establecer la historia geológica a partir de las propiedades magnéticas de ciertas rocas. Lasvariaciones del campo magnético tienen estrecha relación con la Física Solar Terrestre.
El servicio de Geomagnetismo tiene encomendada como misión principal el estudio y medición del campo magnético terrestre. Para lo cual dispone de Observatorios Geomagnéticos, estaciones de repartición o seculares, puntos de mapa.

Los datos anteriores, una vez procesados, son destinados para la elaboración de los Anuarios Geomagnéticos, Cartografía magnética de las tres componentes, campo total y anomalías; así como para la ejecución de trabajos de investigación y colaboraciones con diversos organismos internacionales.

1.6.1 El campo magnético terrestre
La Tierra posee un poderoso campo magnético, como si el planeta tuviera un enorme iman en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geografico y viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geografico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geografico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres.

El magnetismo de la Tierra es el resultado de una dinamica, ya que su núcleo de hierro de la Tierra no es sólido.

Por otra parte, en la superficie terrestre y en la atmósfera se generan diversas corrientes eléctricas producidas por diversas causas, ademas de un intercambio constante de electricidad entre el aire y la Tierra.

1.7 Teorías de magnetismo
El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los atomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga enmovimiento y esta estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con la teoría clasica, los atomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética de los atomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe sólo en parte a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo.
Ademas, los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento y tales modelos nos ayudan a describir los fenómenos .Los atomos en un material magnético estan agrupados en microscópicas regiones magnéticas a las cuales se aplica la denominación de dominios. Se piensa que todos los atomos dentro de un dominio estan polarizados magnéticamente a lo largo de un eje cristalino. En un material no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azahar. Si un gran número de dominios se orientan en la misma dirección el material mostrara fuertes propiedades magnéticas.
La teoría del magnetismo demuestra que para gran número de los efectos magnéticos observados en la materia. Por ejemplo, una barra de hierro no magnetizada se puede transformar en un iman simplemente sosteniendo otro iman cerca de ella o en contacto con ella. Este proceso es, llamado inducción magnética.

La inducción magnética se explica por medio de la teoría del dominio.
La introducción de un campo magnético provoca la alineación de los dominios, y eso da por resultado la magnetización.
El magnetismo inducido suele ser sólo temporal, y cuando se retira el campo los dominiosgradualmente vuelven a estar desorientados. Si los dominios permanecen alineados en cierto grado después de que el campo se ha eliminado, se dice que el material esta permanentemente magnetizado. La capacidad de retener el magnetismo se conoce como retentividad.

Tema 2. Ley de Coulomb del magnetismo

2.1 Concepto. Polo Magnético convencionalmente aislado
Existen ciertos minerales del hierro, como la magnetita, que tienen la propiedad de atraer pequeños trozos de hierro. A esta propiedad se le dio el nombre de magnetismo.
Las regiones de un cuerpo donde parece concentrarse el magnetismo se denominan polos magnéticos. Existen dos polos magnéticos (norte, N, y sur, S), de modo que la interacción entre polos magnéticos iguales es de repulsión y entre polos magnéticos distintos es de atracción. No existen monopolos magnéticos, no siendo posible aislar un polo N o un polo S por separado, siempre aparecen por parejas.
Las interacciones eléctricas y magnéticas estan estrechamente relacionadas, y constituyen dos aspectos diferentes de una misma propiedad de la materia, su carga eléctrica. El magnetismo es una manifestación de las cargas eléctricas en movimiento (como las corrientes eléctricas) con respecto al observador.

2.2 Interacción entre polos magnéticos Puntuales
Los imanes ejercen fuerzas unos sobre otros. Se parecen a las cargas eléctricas, pues pueden ejercer sin tocarse fuerzas de atracción y de repulsión, según sean los extremos de los imanes que se aproximen. Ademas, al igual que las cargas eléctricas, la intensidad de susinteracciones depende de la distancia que los separa. Las cargas eléctricas producen fuerzas eléctricas y las regiones llamadas polos magnéticos producen fuerzas magnéticas.
Todo iman posee un polo norte y un polo sur. Los polos de un iman de barra se localizan en sus extremos. Un iman en herradura no es mas que un iman de barra doblado, de modo que sus polos también se encuentran en sus extremos.
Si aproximas el polo norte de un iman al polo norte de otro, los imanes se repelen. Lo mismo ocurre si aproximas dos polos sur. Pero si aproximas dos polos opuestos estos se atraen.
Los polos semejantes se repelen; los polos opuestos se atraen.
El comportamiento de los polos magnéticos se parece al de las cargas eléctricas en ciertos aspectos, pero existe una diferencia de suma importancia. Podemos tener cargas eléctricas aisladas, mas no polos magnéticos aislados. Los electrones y protones son entidades por si mismos. Un cumulo de electrones no precisa estar acompañado de un cumulo de protones y viceversa. El polo norte y el polo sur de un iman son como las caras de una misma moneda.
Si partes un iman a la mitad, cada una de las mitades se comporta como un iman completo.

2.3 Modelo matematico de la Ley de Coulomb de magnetismo y aplicaciones.
Coulomb fue un físico francés quien, tras poner a punto un método de medida de fuerzas sensible a pequeñas magnitudes, lo aplicó al estudio de las interacciones entre pequeñas esferas dotadas de carga eléctrica. El resultado final de esta investigación experimental fue la ley que lleva su nombre y que describe lascaracterísticas de las fuerzas de interacción entre cuerpos cargados.
Cuando se consideran dos cuerpos cargados (supuestos puntuales), la intensidad de las fuerzas atractivas o repulsivas que se ejercen entre sí es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separa, dependiendo ademas dicha fuerza de la naturaleza del medio que les rodea.
Como fuerzas de interacción, las fuerzas eléctricas se aplican en los respectivos centros de las cargas y estan dirigidas a lo largo de la línea que los une.

La expresión matematica de la ley de Coulomb es

Donde: q y q' corresponden a los valores de las cargas que interaccionan tomadas con su signo positivo o negativo, r representa la distancia que las separa supuestas concentradas cada una de ellas en un punto y K es la constante de proporcionalidad correspondiente que depende del medio en que se hallen dichas cargas.

Tema 3.Campo Magnético

3.1 Concepto
Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad).

El hecho de que las fuerzas magnéticas sean fuerzas de acción a distancia permite recurrir a la idea física de campo para describir la influencia de un iman o de un conjunto de imanes sobre el espacio que les rodea. Al igual que en el caso del campo eléctrico, se recurre a la noción de líneas de fuerza para representar la estructura del campo. En cada punto las líneas de fuerza del campo magnético indican la dirección en la que se orientara una pequeñabrújula (considerada como un elemento de prueba) situada en tal punto. Así las limaduras de hierro espolvoreadas sobre un iman se orientan a lo largo de las líneas de fuerza del campo magnético correspondiente y el espectro magnético resultante proporciona una representación espacial del campo. Por convenio se admite que las líneas de fuerza salen del polo Norte y se dirigen al polo Sur.
Como sucede en otros campos de fuerza, el campo magnético queda definido matematicamente si se conoce el valor que toma en cada punto una magnitud vectorial que recibe el nombre de intensidad de campo. La intensidad del campo magnético, a veces denominada inducción magnética, se representa por la letra B y es un vector tal que en cada punto coincide en dirección y sentido con los de la línea de fuerza magnética correspondiente.

3.2 Relación con los campos gravitacional y eléctrico
Si tenemos dos cuerpos de masa despreciable (para no tener en cuenta la fuerza gravitatoria) cargados eléctricamente, entre los mismos existira una fuerza de atracción o repulsión dada por la ley de Coulomb. Si bien ambos cuerpos cargados se desplazaran, el desplazamiento sera mas notable en el cuerpo con menor carga ecléctica, por lo tanto, al igual que con las fuerzas gravitatorias, podemos decir que el cuerpo de mayor carga eléctrica permanece quieto y solo se desplaza el cuerpo de menor carga eléctrica.
El analisis es similar al realizado con las fuerzas gravitatorias y de acuerdo a ello podemos concluir en resultados semejantes.
Es decir la carga de mayor tamaño modifica lascaracterísticas eléctricas del espacio que la rodea y a dicha modificación se la denomina campo eléctrico. En estas condiciones sera el campo eléctrico el que ejerza la fuerza sobre la carga eléctrica mas pequeña. Podemos decir que existe un campo eléctrico en un espacio si colocando en dicho espacio una carga eléctrica, se ejercen sobre las mismas fuerzas de origen eléctrico.
El campo eléctrico es una magnitud vectorial que tiene la dirección y sentido de la fuerza que se ejerce sobre una carga eléctrica positiva colocada sobre la acción del mismo.
La Tierra, como todos los cuerpos celestes, ejerce una fuerza de atracción gravitatoria sobre los cuerpos situados en las proximidades. Despreciando los efectos de la rotación de nuestro planeta, podemos asimilar el campo gravitacional de la siguiente manera
La intensidad del campo gravitatorio puede ser medida por la aceleración gravitacional adquirida por un cuerpo de evidencia dentro del campo.
El campo eléctrico es conservativo, pero el magnético no lo es. Pueden aislarse cargas eléctricas positivas, pero nunca aparecen por separado polos norte y sur. Las cargas en reposo solo originan campos eléctricos. Las cargas en movimiento originan campos eléctricos y magnéticos. Ambos campos son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia, pero el campo eléctrico es radial y el magnético es perpendicular.

3.3 Vector de Inducción Magnético.
Por razones históricas, el vector  se denomina normalmente vector de inducción magnética. Aunque se puede utilizar también la expresión campo magnético. La fuerza queactúa sobre una carga positiva, que se desplaza dentro de un campo magnético, perpendicularmente a las líneas de fuerza y con una velocidad V, depende del valor de la carga, de su velocidad y de una característica especifica de campo, denominada inducción magnética ().

La inducción magnética del campo es la fuerza que actúa sobre cada la unidad de carga y por unidad de velocidad, viene dada en módulo por la fórmula. 

La inducción magnética de un campo, en un punto del mismo, es la fuerza que actúa sobre una unidad de carga positiva que se desplaza, perpendicularmente a las líneas de fuerza, con una unidad de velocidad. Se representa por ().
Sobre la carga móvil q actúa una fuerza magnética, llamada fuerza de Lorentz, cuya dirección es perpendicular a los vectores  y cuyo módulo viene dado por: F=q.V.B.

Las direcciones de los vectores  ,  y  son perpendiculares entre sí y sus sentidos pueden determinarse mediante la regla de la palma de la mano derecha. Para ello se coloca la mano derecha extendida con el pulgar perpendicular a los restantes dedos.
Si en estas condiciones el pulgar señala el sentido del vector  y los restantes dedos señalan el sentido de la inducción magnética (campo magnético) , la fuerza  que el campo magnético ejerce sobre la partícula es perpendicular a la palma de la mano y se aleja de ella. En el caso general el vector velocidad  forma con el vector de inducción magnética  un angulo q, el módulo de la fuerza que actúa sobre la carga viene dado por: F = q.V.B.senq
Cuando q = 90º se obtiene la fuerza maxima.
De = q. (.), sepermite definir de manera mas amplia el módulo del vector de la inducción magnética o campo magnético


Tema 4. Flujo Magnético

4.1 Concepto y su relación con el flujo magnético
Se conoce como flujo magnético a la medida de cantidad del magnetismo que se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el angulo de incidencia que forman las líneas del campo magnético y los elementos de la superficie.
El concepto de flujo magnético expresa la idea intuitiva de Faraday de número de líneas de campo magnético que cortan a una superficie. Si la superficie es paralela al campo ninguna línea la corta y por tanto el flujo es cero. Si la superficie es perpendicular al campo, es cortada por el maximo de líneas de campo en esa región del espacio y el flujo es maximo.
Los imanes estan rodeados por un espacio en el cual se manifiestan sus efectos magnéticos .Dichas regiones se llaman campos magnéticos. L as líneas de campo magnético, llamadas líneas de flujo, son muy convenientes para visualizar los campos magnéticos. La dirección de una línea de flujo en cualquier punto tiene la misma dirección de la fuerza magnética que actuaría sobre un imaginario polo norte aislado y colocado en ese punto. Las líneas de flujo magnético salen del polo norte de un iman y entran en el polo sur. A diferencia de las líneas de campo eléctrico, las líneas de flujo magnético no tienen puntos iniciales o finales; forman espiras continuas que pasan a través de la barra metalica.

4.2 Modelo matematico y aplicaciones
Se denomina flujo al productoescalar del vector campo por el vector superficie

Si el campo no es constante o la superficie no es plana, el flujo se calcula mediante la integral

El flujo representa el número neto de líneas que atraviesan la superficie en dirección del vector S que la representa. (Al decir número neto se entiende que se cuentan como positivas las líneas que atraviesan la superficie en el sentido del vector S y negativas las del sentido contrario)
 
El flujo magnético se calcula como:
 
En el Sistema Internacional, se mide en Weber (Wb). 1 Wb = 1 T m2
El flujo magnético a través de superficies cerradas es siempre cero

En una superficie cerrada entran tantas líneas como salen, dentro de la superficie no nacen ni mueren las líneas.
Por este motivo las líneas del campo magnético son siempre curvas cerradas: no existen fuentes o sumideros como en el campo eléctrico ni se pueden separar los polos de un iman.
 

Conclusiones.
La Física ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya que esta ciencia ha permitido encontrar fenómenos y explicarlos para obtener un bienestar por el hombre, para luego poner en practica dichos conocimientos y así hacerle la vida mas facil, ademas de aprovechar y utilizar los fenómenos que se encuentran a nuestro alrededor y convertirlos en productos útiles y provechosos para el desarrollo y bienestar de la humanidad.
El desarrollo de esta disciplina ha permitido crear nuevas y mejores técnicas, instrumentos, y recursos facilitando la demostración de sin numero de fenómenos.
Como investigamos el magnetismo es la rama de laFísica que estudia los imanes y propiedades magnéticas de la materia, independientemente de las relaciones con la corriente eléctrica, sin embargo no podemos hablar de este tema sin mencionar a la electricidad y todo a lo que conlleva.
El campo magnético es el espacio que rodea a un iman y dentro del cual se dejan sentir las fuerzas originadas por el propio iman.
Existen similitudes entre los campos eléctrico y magnético. El campo eléctrico se crea o se genera por las cargas eléctricas. Siempre que exista una carga eléctrica, tanto positiva como negativa, se creara un campo eléctrico, tanto si la carga esta en reposo como en movimiento. El campo magnético se crea con el movimiento de las cargas eléctricas o con la variación con el tiempo del campo eléctrico
Aunque es un fenómeno conocido desde la antigüedad, el magnetismo no fue bien comprendido hasta su unificación con la teoría de la electricidad a mediados del siglo XIX, gracias sobre todo a los trabajos de Maxwell.
El concepto de polo magnético puede parecer similar al de carga eléctrica y los conceptos de polo norte y polo sur a los de carga negativa y positiva; pero la analogía es errónea porque existen las cargas positivas y negativas separadas, pero no puede existir un solo polo magnético aislado, siempre aparecen en pareja.
El electromagnetismo esta en la base de la producción de energía eléctrica, la radio, la TV, la Informatica y los medios de telecomunicación, por lo que podemos decir que juega un papel crucial en nuestra civilización actual.