La Barra De Imán. Propiedades, Fuerza y Ejemplo

Todos hemos jugado con imanes en nuestra infancia. ¡Todos teníamos una Barra De Imán como nuestro juguete favorito! Era bastante sorprendente preguntarse cómo una pequeña pieza del imán podía atraer tantos desechos de hierro. ¡Nos deleitamos con la magia cuando un imán repele a otro! ¡Fue realmente una época gloriosa! Bueno, hoy es el momento de decodificar la teoría de los imanes!

Introducción

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En este capítulo, discutiremos todos los imanes, particularmente las barras de imán. Miraremos sus propiedades y otros términos relacionados. Comencemos con los tipos de imanes. Veamos los tipos de imanes en breve:

• Imanes naturales: Se producen en la naturaleza y tienen un campo magnético débil. Los ejemplos incluyen las piedras lápidas.
• Imanes artificiales: Se producen por medios artificiales y tienen un campo magnético más fuerte. Puedes darles la forma que desees. Cuando se les da forma de barra, se llaman barras magnéticas.

Barra magnética

Una barra de imán es una pieza rectangular del objeto. Está hecha de hierro, acero o cualquier otra sustancia ferromagnética o compuesto ferromagnético, con propiedades magnéticas permanentes. El imán tiene dos polos: un polo norte y un polo sur. Cuando se suspende libremente, el imán se alinea de manera que el polo norte apunta hacia el polo norte magnético de la tierra.

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Propiedades de la barra de imán

Las propiedades de una barra de imán son similares a las de los imanes permanentes. Veámoslas en la siguiente sección. La barra magnética tiene un polo norte y un polo sur en dos extremos. Incluso si rompes una barra de imán por el medio, ambas piezas tendrán un polo norte y un polo sur, sin importar en cuántas piezas lo rompas.

La fuerza magnética es la más fuerte en el polo. Cuando el imán está suspendido libremente en el aire con un hilo, no se detendrá hasta que los polos estén alineados en una posición norte-sur. La brújula de un marino usa esta propiedad para determinar la dirección.

Cuando se colocan dos barras de imán cerca una de la otra, sus polos opuestos se atraen y los polos similares se repelen. Una barra magnética atraerá todos los materiales ferromagnéticos como el hierro, el níquel y el cobalto.

Líneas de campo magnético

Entendamos el concepto de líneas de campo magnético usando la actividad descrita a continuación. Espolvoreemos limaduras de hierro en una hoja de papel y una barra magnética en el medio. Cuando golpeamos el papel, notamos que los rellenos se alinean en forma de muchas líneas. Los patrones de las limaduras nos muestran las líneas de campo magnético que rodean esta barra magnética.

Las líneas de campo magnético pueden ser definidas como líneas imaginarias que pueden ser dibujadas a lo largo del campo magnético que está actuando alrededor de cualquier sustancia magnética. Las líneas de campo magnético poseen ciertas propiedades. Se mencionan a continuación.

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• Las líneas de campo magnético de un imán forman bucles cerrados continuos.
• La tangente a la línea de campo en cualquier punto representa la dirección del campo magnético neto B en ese punto.
• Mayor el número de líneas de campo que se cruzan por unidad de área, mayor es la magnitud del campo magnético B.
• Las líneas de campo magnético no se cruzan.

Fuerza del polo

La fuerza del polo de una barra de imán puede medirse moviéndola a lo largo de un cable "infinito" y midiendo cuidadosamente la cantidad de corriente que se crea. La fórmula para calcular la fuerza del polo es:

donde p = la fuerza del polo magnético, W = el trabajo realizado mientras se mueve el imán alrededor del alambre, I = la corriente eléctrica en el alambre.

El imán de barra de álnico y neodimio

Será incompleto hablar de barras magnéticas y no mencionar la barra magnética de Álnico y la barra magnética de neodimio. Los componentes primarios de los imanes de álico son el aluminio, el níquel, el cobalto y el hierro.

Estos imanes producen un fuerte campo magnético y conservan sus propiedades magnéticas incluso bajo un calor extremo. Las barras magnéticas de neodimio están hechas con una mezcla de neodimio, boro y hierro. Ambos son imanes extremadamente poderosos pero muy frágiles.

Ejemplos resueltos para ti

P 1: Afirmación: No es necesario que cada imán tenga un polo norte y un polo sur.

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Razón: Es un hecho básico que los polos magnéticos ocurren en pares.

• A. Ambas afirmaciones son verdaderas y la razón es una explicación correcta de la afirmación.
• B. Las afirmaciones son verdaderas pero la razón no es la explicación correcta de la afirmación.
• C. La afirmación es verdadera pero la razón es incorrecta.
• D. La razón es verdadera pero la afirmación es errónea.

Sol: D) A medida que avanzas en la Física, podrás demostrar que los monopolos magnéticos, es decir, el Polo Norte aislado o el Polo Sur aislado de un imán no pueden existir. Pero un imán puede tener más de un polo cuando se le llama multipolo. Por lo tanto la respuesta es D.

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P 2: ¿Por qué algunos imanes tienen forma de herradura?

Sol: Algunos imanes tienen forma de herradura debido al alto flujo magnético del extremo. El poder de elevación de una herradura es más que el de una simple barra magnética rectangular. Por lo tanto, tener una forma de herradura los hace poderosos.

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