En este artículo, veremos cuál es el campo magnético alrededor de una barra magnética y dónde es más fuerte el campo magnético de una barra magnética.
El campo magnético causado por la presencia de la barra magnética es extremo en los bordes de los polos y muy pobre en el medio de la barra magnética.
¿Qué es un imán de barra?
Un imán que aparece como una barra, y por lo tanto llamado un imán de barra tiene dos polos, los polos del imán de barra están protegidos contra la desmagnetización del imán utilizando placas de hierro en ambos polos.
Un imán de barra está compuesto de material ferromagnético que conserva sus propiedades magnéticas incluso en ausencia de un campo externo y, por lo tanto, es un imán permanente.
Al colgar libremente en el aire, la barra magnética se alinea en dirección norte-sur. Los dipolos magnéticos dentro de la barra magnética experimentan la fuerza del imán debido al campo magnético de la Tierra y se alinean en la dirección del campo. Por lo tanto, se puede usar una barra magnética para encontrar la misma dirección que una brújula.
Tipos de imán de barra
Hay dos tipos de barra magnética, son: -
1) Imán de barra rectangular: Este imán tiene cuatro caras rectangulares pintadas y dos postes de forma cuadrada. Los bordes de este imán de barra son de forma rectangular y de ahí el nombre de imán de barra rectangular.
2) Imán de barra cilíndrica: Los bordes del imán son circulares y, por lo tanto, se denominan barras magnéticas cilíndricas. La curvatura exterior de este imán está coloreada.
Crédito de la imagen: imanes
¿Dónde es más fuerte el campo magnético de una barra magnética y por qué?
El campo magnético es más fuerte en los bordes de los polos de la barra magnética.
Si tomamos un ejemplo simple que probablemente hayamos realizado como el primer experimento en las escuelas cuando se introdujo sobre el campo magnético, un experimento con un imán de barra y láminas de hierro. Él barra magnética cuando se colocan en una bandeja de láminas de hierro, las láminas de hierro se disponen alrededor de la barra magnética en círculos concéntricos bien alineados sin superponerse.
Crédito de la imagen: comnewsciencia
La mayoría de los hierros se juntan cerca de los polos norte y sur de la barra magnética. Esto es porque; las líneas del campo magnético se originan en los polos. La fuerza del campo se debilita drásticamente a medida que aumenta la distancia de los polos.
En segundo lugar, la barra magnética actúa en realidad como un dipolo, el giro de las partículas negativas y positivas se alinean de acuerdo con el campo magnético de la Tierra. Los propios dipolos se comportan como un pequeño imán diminuto. Incluso si cortamos la barra magnética en pedazos, mostrará el mismo comportamiento formando dos polos de cargas opuestas como una barra magnética.
Los dipolos magnéticos en el imán siempre se alinearán según el campo magnético. Los giros positivos y negativos intentarán alinearse hacia los polos de la barra magnética intensificando así la fuerza de los campos magnéticos en los polos.
¿Dónde es más débil el campo magnético de un imán de barra?
Si analizamos el mismo experimento que se mencionó anteriormente; veremos, apenas hay láminas de hierro adheridas en la parte central de la barra magnética, ni encontrará líneas de campo que se originen en esta parte del imán y sean casi paralelas a la longitud de la barra magnética.
Además, se ha observado que las líneas del campo magnético que corren paralelas a la longitud de la barra magnética están separadas entre sí creando un espacio que ensancha cada bucle. Mientras que en los polos, las líneas magnéticas son más densas sin formar ningún espacio.
La fuerza del campo magnético de la barra magnética a través de intensa en los polos comenzará a flaquear a medida que aumenta la distancia entre los polos.
Los diminutos dipolos dentro de la barra magnética siempre se alinean en la dirección del campo magnético de la Tierra, por lo tanto, los giros están orientados hacia cada polo.
Los dipolos alineados en paralelo muestran tanto atracción como repulsión, neutralizando así el efecto de la magnetización; hay presencia de un campo magnético pero comprende una fuerza más débil del campo. En consecuencia, disminuyendo el campo magnético a la mitad de los polos de la barra magnética.
Es un imán de barra rodeado por un campo magnético
Los dipolos dentro del material ferromagnético del que está compuesta la barra magnética, poseen los momentos dipolares magnéticos que son responsables de la generación de un campo magnético de barra magnética. Al ser un imán permanente, atraerá materiales ferromagnéticos hacia él, mientras que muestra cierta fuerza de atracción o repulsión sobre otro material magnetizante cuando se coloca cerca de la barra magnética y no demasiado lejos.
La fuerza magnética alrededor de la barra magnética actuará solo cuando la sustancia se coloque en su campo. Fuera del campo magnético de la barra magnética, evidentemente, la fuerza del campo es cero ya que no hay líneas de flujo magnético fluyendo en esta región.
Al ser un imán se mostrarán algunas fuerzas de atracción y repulsión en un área rodeada por él, esto implica que el campo magnético sí ocurre alrededor del imán, el cual se representa como un flujo magnético orientado en círculos concéntricos, más allá de este rango de campo magnético; no se observa ningún efecto del imán.
Cómo dibujar líneas de campo magnético alrededor de una barra magnética
Las líneas del campo magnético se representan como líneas de flujo. Estas líneas de flujo forman bucles cerrados concéntricos. El campo magnético producido por la barra magnética está representado por líneas de flujo que se originan en un polo y terminan en otro polo de la barra magnética.
Por lo tanto, las líneas del campo magnético se pueden dibujar que se originan en el Polo Norte y entran en el Polo Sur formando bucles cerrados, y estos bucles se separan entre sí a una cierta distancia mientras corren paralelos a la longitud de la barra magnética y este espacio se ensancha. para cada bucle, por el contrario, las líneas magnéticas se dibujan densas en los polos.
Ninguna línea de campo magnético debe tocar la sección central de la barra magnética, ya que el campo magnético es insignificante en esta área y tiene una fuerza de atracción o repulsión débil.
¿Cuál es la dirección de las líneas de campo magnético fuera de una barra magnética?
El campo magnético de la barra magnética se debe a la presencia del dipolo. Las cargas positivas y negativas de una partícula separadas por una pequeña distancia debido a algún campo externo aplicado se llama dipolo. Estos dipolos están alineados de acuerdo con el campo magnético. Por lo tanto, en ausencia de un campo magnético, los dipolos dentro de la barra magnética se colocan según el campo magnético de la Tierra. Esta orientación de los dipolos dentro de la barra magnética es responsable de la dirección de las líneas del campo magnético que se generan fuera de la barra magnética.
Los dipolos se alinean paralelamente en el dirección desde el Polo Sur hacia el Norte y, por lo tanto, la dirección de las líneas del campo magnético fuera de una barra magnética surgen desde el Polo Norte hacia el Sur.
¿Es el campo magnético el mismo alrededor de una barra magnética?
El campo magnético depende de la fuerza y densidad de las líneas de flujo magnético y varía con respecto a la distancia de los polos. La intensidad de la el campo magnético es directamente proporcional al flujo magnético densidad. La densidad de flujo varía con la distancia.
El campo magnético producido por la barra magnética está en un pico cerca de los bordes de los polos. La fuerza débil de atracción y repulsión se experimenta en la parte media de la barra magnética.
La razón por la que estoy considerando tanto la atracción como la repulsión en la parte media de la barra magnética se debe al hecho de que los dipolos que están dispuestos a lo largo de la barra magnética son paralelos a las líneas de flujo magnético en la región fuera del imán, el El dipolo en sí se comporta como un pequeño imán.
Los dipolos alineados en paralelo muestran la fuerza de atracción así como la repulsión de dos extremos diferentes del dipolo dependiendo de la orientación del giro de la carga. Esto da como resultado la neutralización de los efectos de tirar y empujar y debilita la fuerza del campo magnético.
Por lo tanto, la fuerza del campo magnético es más alta en los bordes de los polos del imán. La fuerza disminuye a medida que aumenta la distancia desde los polos a lo largo de la barra magnética. El mismo es el efecto alrededor del imán de barra. Como la distancia desde el los polos magnéticos aumentan la fuerza del campo también disminuirá a medida que nos alejemos de los polos.
Fuerza magnética impuesta por la barra magnética sobre varios objetos
La barra magnética mostrará la fuerza de atracción cuando los materiales ferromagnéticos, como los objetos hechos de hierro, acero o una aleación de hierro, se pongan en contacto más estrecho con el imán.
Considerando que, mostrará fuerzas repulsivas cuando entre en contacto con las sustancias que tienen características diamagnéticas; por ejemplo, mercurio, agua; y experimentará la fuerza de atracción débil con objetos como aluminio, tungsteno, etc. que son sustancias paramagnéticas.
Lea más sobre la Campo magnético versus fuerza del campo magnético: diferentes aspectos y hechos
Preguntas frecuentes
Si la barra magnética de 10 cm de longitud colocada sobre una mesa experimenta la fuerza magnética a 30 cm del imán, entonces calcule la fuerza del campo magnético de la barra magnética. El componente horizontal del campo terrestre es 0.34G.
Dado:-
Componente horizontal de la Tierra
BH=0.34G=0.34*10-4
2l= 10cm; => largo=5cm=0.05m
t = 30 cm = 0.30 m
El punto neutro se obtiene en la línea axial.
Baxial=BH
[
[0.34*103* (0.0875)2]/(2*0.30)
=4.34 a. m.2
Por tanto, la fuerza de los polos magnéticos de la barra magnética es
m=M/2I=4.34/10=0.434Am
¿Cuáles son los diferentes usos de los imanes de barra?
Un imán de barra se utiliza para diversos fines que pueden ser industriales, electrónicos, industrias químicas, laboratorios, etc.
La barra magnética se utiliza para separar sustancias magnéticas del montón de mezclas, para agitar la mezcla química para facilitar el movimiento de la sustancia magnética, en dispositivos electrónicos como televisores, micrófonos, móviles, etc .; se utiliza como un pequeño chip en los dispositivos electrónicos.
¿Por qué el imán de barra tiene el Polo Norte y el Polo Sur?
Cuando la barra magnética está suspendida en el aire, mostrará continuamente un movimiento armónico hasta que se alinee en la dirección del campo magnético de la Tierra.
Debido a la separación de cargas dentro del imán, un extremo de la barra magnética se vuelve más positivo y el otro más negativo. los los dipolos magnéticos dentro de la barra magnética experimentan la fuerza magnética de la Tierra y están alineados con respecto al campo magnético de la Tierra. El imán tiene dos polos iguales a la Tierra, y en una posición suspendida libre en el aire, se alineará con respecto al campo magnético de la Tierra que está en dirección norte-sur. Por lo tanto, los nombres de los polos norte y sur a dos polos diferentes de un imán de barra.
¿Funciona el imán en el espacio?
Si. El imán se puede utilizar en el espacio incluso en ausencia de atmósfera.
Como el campo del dipolo de magnetización dentro del imán es permanente y no se requiere ningún trabajo para construir el campo magnético alrededor del imán, definitivamente también funcionará en el espacio.
Lea más sobre Líneas de campo magnético alrededor de un imán.
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