Objetivo del tema: Calcular flujo y densidad de flujo magnético, el campo que producen conductores rectos, espiras, solenoides y toroides, y las fuerzas y torcas magnéticas sobre cargas, conductores y bobinas, con el nivel que pide el examen del IPN para Ciencias Médico Biológicas.
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Polos magnéticos, teoría de Weber y magnetismo terrestre

Todo imán tiene dos polos: norte y sur. La ley de interacción de los polos dice lo mismo que la de las cargas: polos iguales se repelen, polos distintos se atraen, y la fuerza depende de la intensidad de los polos y del inverso del cuadrado de la distancia. La diferencia clave con la electricidad es que los polos no se pueden separar: si partes un imán a la mitad obtienes dos imanes completos, cada uno con su norte y su sur. El monopolo magnético nunca se ha observado.

La teoría de Weber explica por qué. Un material magnético está formado por imanes elementales (hoy: momentos magnéticos atómicos agrupados en dominios). En un hierro sin imantar están orientados al azar y sus efectos se cancelan; al acercarle un campo externo se alinean en una misma dirección y el trozo se comporta como un imán. Al calentarlo o golpearlo se desordenan otra vez y pierde el magnetismo.

Tipo de materialComportamiento ante un campo externoEjemplos
FerromagnéticoAtraído intensamente; puede conservar la imantación al retirar el campoHierro, níquel, cobalto, acero
ParamagnéticoAtraído muy débilmente; pierde la imantación al retirar el campoAluminio, platino, oxígeno líquido
DiamagnéticoRepelido débilmente; se imanta en sentido opuesto al campoBismuto, cobre, agua, tejido humano

La Tierra se comporta como un imán gigantesco cuyo eje magnético no coincide con el eje geográfico. El polo norte de la brújula apunta hacia el norte geográfico, así que ahí está en realidad un polo sur magnético. El ángulo entre el meridiano magnético y el geográfico se llama declinación magnética; el ángulo que forma la aguja con la horizontal se llama inclinación magnética.

Dato útil para CMB: el cuerpo humano es esencialmente diamagnético (agua), por eso puede entrar sin daño a un equipo de resonancia magnética de 1.5 T o 3 T. Lo que sí es peligroso es cualquier objeto ferromagnético cerca del imán.

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