video de magnetismo terrestre

http://www.youtube.com/watch?v=suy0Ew9EHlY

Para finalizar:
El magnetismo de la Tierra es una especie de irradiación invisible que se origina en el centro del planeta y se extiende hacia el espacio exterior, protegiendo al planeta de los vientos solares. Además, el magnetismo terrestre nos sirve para orientarnos con una brújula o sirve a los animales en sus viajes migratorios. Sin embargo actualmente los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos, pues el campo magnético de la Tierra varía según las eras geológicas.
La Tierra posee un poderoso campo magnético. Algo así como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del Polo Norte geográfico y viceversa.

El magnetismo terrestre

                La tierra se comporta como un imán permanete cuyos polos no coinciden con los geográficos y cuyas líneas de flujo no son siempre paralelas a los meridianos.

El campo magnético que genera la tierra fue descubierto en el siglo II al colgar de un hilo una barra de imán natural y comprobar que siempre se quedaba orientada en una dirección que coincidía aproximadamente con la norte-sur. Al extremo que quedaba orientado al norte se le denominó polo norte y su contrario polo sur . A partir de este descubrimiento se desarrolló el compás magnético, el instrumento más importante en la historia de la navegación.

Más tarde se descubrió que la tierra se comporta como un gigantesco imán permanente con sus polos, definidos como el polo norte magnético y al polo sur magnético, situados cerca de los polos geográficos pero sin coincidir con ellos. Estos polos no permanecen fijos, variando su posición con los años.

La declinación magnética: líneas isógonas

La diferencia de ángulo entre el norte magnético y el geográfico recibe el nombre de declinación magnética o variación magnética. El valor de este ángulo no es constante en todos los puntos de la tierra.

Esta variación se representa en los mapas mediante las denominadas líneas isógonas que son las que representan puntos con igual declinación magnética.

A la declinación magnética en un punto dado o en una zona concreta se la denomina declinación magnética local y se representa en las rosas magnéticas de todas las cartas náuticas de la zona en cuestión en grados y minutos. Esto tiene una gran importancia en la navegación tradicional. Al trazar un rumbo, el navegante siempre debe tener en cuenta la declinación magnética.

La inclinación magnética terrestre

          Las líneas de flujo del campo magnético terrestre no son siempre paralelas a la superficie de la tierra, sino que forman un ángulo respecto a la horizontal que varía con la latitud. Este ángulo recibe el nombre de inclinación magnética y tiene una imprtancia fundamental en el diseño y calibración de los compases.

magnetismo

Objetivo:

Es demostrar la existencia del campo eléctrico, las características de los imanes, los diferentes materiales magnéticos, que materiales eran atraídos  por el imán o cuales se podían imantar, lo que ocurría con la limadura y las líneas de fuerza.

Marco teórico:

Magnetismo, uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética (véase Radiación electromagnética). La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

El fenómeno del magnetismo se conoce desde tiempos antiguos. La piedra imán o magnetita, un óxido de hierro que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, ya era conocida por los griegos, los romanos y los chinos. Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de hierro, éste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de hierro. Los imanes así producidos están ‘polarizados’, es decir, cada uno de ellos tiene dos partes o extremos llamados polos norte y sur. Los polos iguales se repelen, y los polos opuestos se atraen.

La brújula se empezó a utilizar en Occidente como instrumento de navegación alrededor del 1300 d.C. En el siglo XIII, el erudito francés Petrus Peregrinus realizó importantes investigaciones sobre los imanes. Sus descubrimientos no se superaron en casi 300 años, hasta que el físico y médico británico William Gilbert publicó su libro, De magnete en 1600. Gilbert aplicó métodos científicos al estudio de la electricidad y el magnetismo. Observó que la Tierra también se comporta como un imán gigante, y a través de una serie de experimentos investigó y refutó varios conceptos incorrectos sobre el magnetismo aceptados en la época. Posteriormente, en 1750, el geólogo británico John Michell inventó una balanza que utilizó para estudiar las fuerzas magnéticas. Michell demostró que la atracción o repulsión entre dos polos magnéticos disminuye a medida que aumenta el cuadrado de la distancia entre ellos. El físico francés Charles de Coulomb, que había medido las fuerzas entre cargas eléctricas, verificó posteriormente la observación de Michell con una gran precisión.

A finales del siglo XVIII y principios del XIX se investigaron simultáneamente las teorías de la electricidad y el magnetismo. En 1819, el físico danés Hans Christian Oersted llevó a cabo un importante descubrimiento al observar que una aguja magnética podía ser desviada por una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por el científico francés André Marie Ampère, que estudió las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas, y por el físico francés Dominique François Arago, que magnetizó un pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una corriente. En 1831, el científico británico Michael Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Así, Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético, mientras que Faraday demostró que puede emplearse un campo magnético para crear una corriente eléctrica. La unificación plena de las teorías de la electricidad y el magnetismo se debió al físico británico James Clerk Maxwell, que predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno electromagnético.

Los estudios posteriores sobre el magnetismo se centraron cada vez más en la comprensión del origen atómico y molecular de las propiedades magnéticas de la materia. En 1905, el físico francés Paul Langevin desarrolló una teoría sobre la variación con la temperatura de las propiedades magnéticas de las sustancias paramagnéticas (ver más adelante), basada en la estructura atómica de la materia. Esta teoría es uno de los primeros ejemplos de la descripción de propiedades macroscópicas a partir de las propiedades de los electrones y los átomos. Posteriormente, la teoría de Langevin fue ampliada por el físico francés Pierre Ernst Weiss, que postuló la existencia de un campo magnético interno, molecular, en los materiales como el hierro. Este concepto, combinado con la teoría de Langevin, sirvió para explicar las propiedades de los materiales fuertemente magnéticos como la piedra imán.

Después de que Weiss presentara su teoría, las propiedades magnéticas se estudiaron de forma cada vez más detallada. La teoría del físico danés Niels Bohr sobre la estructura atómica, por ejemplo, hizo que se comprendiera la tabla periódica y mostró por qué el magnetismo aparece en los elementos de transición, como el hierro, en los lantánidos o en compuestos que incluyen estos elementos. Los físicos estadounidenses Samuel Abraham Goudsmit y George Eugene Uhlenbeck demostraron en 1925 que los electrones tienen espín y se comportan como pequeños imanes con un ‘momento magnético’ definido. El momento magnético de un objeto es una magnitud vectorial (véase Vector) que expresa la intensidad y orientación del campo magnético del objeto. El físico alemán Werner Heisenberg dio una explicación detallada del campo molecular de Weiss en 1927, basada en la recientemente desarrollada mecánica cuántica (véase Teoría cuántica). Más tarde, otros científicos predijeron muchas estructuras atómicas del momento magnético más complejas, con diferentes propiedades magnéticas.

Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un ‘campo magnético’. Los campos magnéticos suelen representarse mediante ‘líneas de campo magnético’ o ‘líneas de fuerza’. En cualquier punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con una parte del bucle dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las líneas de fuerza creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas. Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza. Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.

Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas.

Una de las clasificaciones de los materiales magnéticos —que los divide en diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos— se basa en la reacción del material ante un campo magnético. Cuando se coloca un material diamagnético en un campo magnético, se induce en él un momento magnético de sentido opuesto al campo. En la actualidad se sabe que esta propiedad se debe a las corrientes eléctricas inducidas en los átomos y moléculas individuales. Estas corrientes producen momentos magnéticos opuestos al campo aplicado. Muchos materiales son diamagnéticos; los que presentan un diamagnetismo más intenso son el bismuto metálico y las moléculas orgánicas que, como el benceno, tienen una estructura cíclica que permite que las corrientes eléctricas se establezcan con facilidad.

El comportamiento paramagnético se produce cuando el campo magnético aplicado alinea todos los momentos magnéticos ya existentes en los átomos o moléculas individuales que componen el material. Esto produce un momento magnético global que se suma al campo magnético. Los materiales paramagnéticos suelen contener elementos de transición o lantánidos con electrones desapareados. El paramagnetismo en sustancias no metálicas suele caracterizarse por una dependencia de la temperatura: la intensidad del momento magnético inducido varía inversamente con la temperatura. Esto se debe a que al ir aumentando la temperatura, cada vez resulta más difícil alinear los momentos magnéticos de los átomos individuales en la dirección del campo magnético.

Las sustancias ferromagnéticas son las que, como el hierro, mantienen un momento magnético incluso cuando el campo magnético externo se hace nulo. Este efecto se debe a una fuerte interacción entre los momentos magnéticos de los átomos o electrones individuales de la sustancia magnética, que los hace alinearse de forma paralela entre sí. En circunstancias normales, los materiales ferromagnéticos están divididos en regiones llamadas ‘dominios’; en cada dominio, los momentos magnéticos atómicos están alineados en paralelo. Los momentos de dominios diferentes no apuntan necesariamente en la misma dirección. Aunque un trozo de hierro normal puede no tener un momento magnético total, puede inducirse su magnetización colocándolo en un campo magnético, que alinea los momentos de todos los dominios. La energía empleada en la reorientación de los dominios desde el estado magnetizado hasta el estado desmagnetizado se manifiesta en un desfase de la respuesta al campo magnético aplicado, conocido como ‘histéresis’.

Un material ferromagnético acaba perdiendo sus propiedades magnéticas cuando se calienta. Esta pérdida es completa por encima de una temperatura conocida como punto de Curie, llamada así en honor del físico francés Pierre Curie, que descubrió el fenómeno en 1895. (El punto de Curie del hierro metálico es de unos 770 °C).

Materiales:

Ø  Limadura de hierro

Ø  Cartulina

Ø  Imán

Ø  Aerosol

Ø  Hilo

Ø  Clips

Ø  Alfileres

Ø  Abuja

Ø  Brújula

Procedimiento

Ø  Primer paso: imán debajo de la cartulina y sobre de la cartulina la limadura de hierro.

La limadura solo se imanta en los extremos internos y externos del imán.

La limadura de hierro presento una oposición al mover el imán, esta cambiaba la dirección a la que se movía el imán.

Ø  Segundo paso: se levanto la cartulina con el mismo procedimiento anterior solo que esta vez en el aire.

La limadura solo presentaba imantación al acercar el imán.

Presentaba el mismo comportamiento anterior.

Ø  Tercer paso: se amarro un clip con el hilo.

El clip presentaba una atracción hacia el imán, cuando el imán se acercaba el clip se movía hacia el y había ocasiones en las que presentaba una repulsión.

Ø  Cuarto paso: se coloco el imán a la orilla de la mesa y se le acerco el clip amarrado con el hilo.

El clip parecía volar, pero se atraía hacia el imán, también presentaba en algunas ocasiones repulsión por la intensidad del campo eléctrico.

Ø  Quinto paso: colocar el imán sobre la mesa y espolvorear  la limadura de hierro sobre la cartulina, después a cuarenta centímetros de distancia utilizar la pintura.

El spray a rosearlo hizo que parte de limadura se quedara pegada y ya no se pudiera imantar.

circuitos eléctricos

CIRCUITOS ELECTRICOS

Objetivo:

Era observar o comprobar como el flujo o paso de corriente eléctrica en el circuito oponía resistencia eléctrica y si se demostraba la ley de Ohm.

Marco teórico:

La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por George Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens. La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la caída de tensión y la corriente en dicha resistencia. La ley de Ohm establece la relación entre intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia eléctrica. La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán George Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito

Materiales:

·         Dos focos de 76 y 125 volts

·         2 soccets

·         Cables de cobre

·         Interruptores

·         2 contactos

·         Caja de cartón

·         Chicharra omega

·         Pistola de juguete

·         Tornillo

·         Clavija

·         Seguros

Procedimiento:

Lo primero fue conseguir los materiales antes mencionados, ya contando con todos y cada uno de los elementos requeridos para elaborar el circuito comenzamos con la parte del ensamblaje, comenzamos conectando los cables a los interruptores y colocándolos en la caja sujetándolos con los seguros, después colocamos lo que fue la chicharra en el fondo de la caja. Continuando con nuestro trabajo colocamos los focos en los soccets y conectamos con los cables de cobre y en el interior de la caja se coloco la pistola, esta no recibía energía al conectarla ya que su energía era producida por las pilas.

Resultados:

El resultado fue favorable aunque con algunos percances, se pudo comprender como es que el circuito estaba constituido, en que partes se localizaba la resistencia, que era en los cables, el filamento de los dos focos y la chicharra. También observamos como el flujo de corriente eléctrica cruzo o se distribuyo por los cables de cobre (que es un material conductor de electricidad) hacia los focos, chicharra y los interruptores.

Conclusiones:

Ø  La resistencia eléctrica si existe dentro del circuito

Ø  La resistencia eléctrica es la oposición al flujo de electrones

Ø  La chicharra oponía resistencia eléctrica

Ø  El conductor es el encargado de unir eléctricamente cada uno de los puntos en el circuito(en este caso los cables de cobre)

Ø  La resistencia de un conductor depende de su longitud, si se duplicara la longitud se duplica su resistencia

Ø  De acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la caída de la tensión y la corriente de dicha resistencia