¿Alguna vez has intentado juntar dos imanes y sentiste esa fuerza invisible que los repele o atrae? ¡Eso es el magnetismo en acción! Pero ¿sabías que en Japón los trenes levitan a 600 km/h sin tocar las vías gracias a este mismo fenómeno? En Chile, aunque no tenemos trenes maglev, el magnetismo está en todas partes: desde los motores de los ascensores de Santiago hasta los discos duros de los computadores en Concepción. ¿Cómo hacen los imanes para hacer flotar objetos pesados como trenes? ¡Descubre el fascinante mundo del magnetismo y la levitación magnética en este glosario con ejemplos 100% chilenos!
Aplicaciones
- levitación magnética (noun) /le.βi.taˈsjon maɡ.neˈti.ka/
- Técnica que utiliza campos magnéticos para suspender un objeto en el aire sin contacto físico, contrarrestando la fuerza de gravedad. Se logra mediante la repulsión entre imanes o el efecto Meissner en superconductores.
Sinónimos : maglev, suspensión magnética
Reduce la fricción a cero, permitiendo velocidades y eficiencias imposibles con sistemas tradicionales.
En el Museo Interactivo Mirador (MIM) en Santiago, puedes ver un pequeño tren que levita usando imanes en lugar de ruedas.
- sistema de suspensión magnética (noun) /sisˈte.ma de sus.penˈsjon maɡ.neˈti.ka/
- Sistema que utiliza campos magnéticos para suspender un objeto en el aire sin contacto físico, reduciendo la fricción y el desgaste. Se usa en trenes maglev, cojinetes magnéticos y sistemas de levitación industrial.
Sinónimos : suspensión maglev
Los sistemas de suspensión magnética pueden ser activos (con sensores y electroimanes controlados por computadora) o pasivos (con imanes permanentes y superconductores).
En el laboratorio de física de la Universidad Técnica Federico Santa María en Valparaíso, los estudiantes experimentan con sistemas de suspensión magnética para entender su estabilidad.
- tren de levitación magnética (noun) /ˈtɾen de le.βi.taˈsjon maɡ.neˈti.ka/
- Tipo de tren que utiliza levitación magnética para flotar sobre las vías, eliminando la fricción por contacto y permitiendo velocidades superiores a 500 km/h. Los sistemas más avanzados usan superconductores o electroimanes controlados por computadora.
Sinónimos : tren maglev
El tren más rápido del mundo, el SC Maglev en Japón, alcanza 603 km/h usando esta tecnología.
Si Chile tuviera un tren maglev entre Santiago y Antofagasta (1300 km), el viaje duraría solo 2 horas en lugar de 16 horas en avión o tren tradicional.
Electromagnetismo
- bobina (noun) /boˈbi.na/
- Conductor eléctrico enrollado en espiras, generalmente en forma de solenoide. Cuando circula corriente eléctrica por ella, genera un campo magnético intenso y uniforme en su interior.
Sinónimos : solenoide, arrollamiento
Las bobinas son esenciales en electroimanes, transformadores y motores eléctricos.
Los parlantes de tu equipo de música en casa tienen una bobina que vibra con la música, moviendo el cono y produciendo sonido.
- campo magnético (noun) /ˈkam.po magˈne.ti.ko/
- Región del espacio donde un imán o una corriente eléctrica ejerce una fuerza magnética sobre otros materiales magnéticos. Se representa con líneas de campo que salen del polo norte y entran al polo sur.
Sinónimos : B
Cuanto más juntas estén las líneas de campo, más intenso es el campo magnético.
El campo magnético de la Tierra en Concepción es lo suficientemente fuerte como para desviar la aguja de una brújula hacia el norte geográfico.
- corriente eléctrica (noun) /koˈrjen.te e.lekˈtɾi.ka/
- Flujo de carga eléctrica a través de un conductor. Se mide en amperios (A) y puede ser continua (CC) o alterna (CA). Es la base de casi todos los dispositivos electrónicos modernos.
Sinónimos : intensidad de corriente
Sin corriente eléctrica, no existirían los electroimanes ni los motores que hacen funcionar la industria chilena.
Cuando enciendes la luz en tu casa en Valparaíso, la corriente eléctrica fluye por los cables desde la central hidroeléctrica hasta tu bombilla.
- densidad de flujo magnético (noun) /den.siˈðað de ˈflwo maɡˈne.ti.ko/
- Magnitud vectorial que describe la intensidad y dirección del campo magnético en un punto del espacio. Se representa con la letra B y se mide en teslas (T) en el SI.
Sinónimos : inducción magnética, B
1 tesla es una densidad de flujo muy intensa: el campo magnético de la Tierra es de solo 30-60 microteslas.
Un imán de neodimio típico tiene una densidad de flujo magnético de 1 tesla en su superficie, suficiente para levantar objetos metálicos pequeños.
- electroimán (noun) /e.lek.tro.iˈman/
- Imán temporal que se crea al hacer pasar una corriente eléctrica por una bobina. Su fuerza magnética puede controlarse variando la corriente, y desaparece al cortar la corriente. Es la base de muchos dispositivos industriales y domésticos.
Los electroimanes se usan en grúas para levantar chatarra, en cerraduras eléctricas y en los altavoces de tu equipo de música.
Cuando suena el timbre de tu casa en Santiago, un electroimán atrae el martillo que golpea la campana.
- electromagnetismo (noun) /e.lek.tro.maɡ.neˈtis.mo/
- Teoría unificada que describe las interacciones entre campos eléctricos y magnéticos. Fue formulada por James Clerk Maxwell en el siglo XIX y es la base de casi toda la tecnología moderna, desde motores hasta comunicaciones inalámbricas.
Sinónimos : teoría electromagnética
Las ondas electromagnéticas incluyen la luz visible, las ondas de radio y los rayos X.
Cuando cargas tu celular en Concepción usando un cargador inalámbrico, estás usando principios del electromagnetismo para transferir energía sin cables.
- flujo magnético (noun) /ˈflwo maɡˈne.ti.ko/
- Cantidad escalar que mide la cantidad de campo magnético que atraviesa una superficie. Se calcula como el producto escalar del campo magnético por el área de la superficie. Su unidad en el SI es el weber (Wb).
Un cambio en el flujo magnético induce una fuerza electromotriz, según la ley de Faraday.
Cuando giras una bobina en el campo magnético de la Tierra, el flujo magnético a través de la bobina cambia y se induce una corriente eléctrica.
- fuerza de Lorentz (noun) /ˈfweɾ.sa de ˈloɾ.ents/
- Fuerza que actúa sobre una partícula cargada que se mueve en un campo magnético. Depende de la carga, la velocidad de la partícula, la intensidad del campo magnético y el ángulo entre ambos.
Es la responsable de que los electrones en un tubo de rayos catódicos (como los antiguos televisores) se desvíen y formen la imagen.
En los aceleradores de partículas como el CERN, la fuerza de Lorentz guía los protones a velocidades cercanas a la de la luz.
- fuerza magnética (noun) /ˈfweɾ.sa magˈne.ti.ka/
- Fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga eléctrica en movimiento o sobre un material magnético. Su intensidad depende de la velocidad de la carga, la intensidad del campo magnético y el ángulo entre ambos.
La fuerza magnética nunca actúa sobre cargas eléctricas en reposo, solo sobre las que se mueven.
Cuando enciendes el motor de un ascensor en un edificio de Santiago, la fuerza magnética entre los electroimanes y el imán permanente hace girar el rotor.
- inducción electromagnética (noun) /in.dukˈsjon e.lek.tro.maɡˈne.ti.ka/
- Fenómeno por el cual un campo magnético variable genera una corriente eléctrica en un conductor. Es el principio de funcionamiento de generadores, motores y transformadores eléctricos.
Es la tecnología que permite convertir energía mecánica en eléctrica en las centrales hidroeléctricas de Chile.
Las turbinas de la central hidroeléctrica de Rapel generan electricidad gracias a la inducción electromagnética cuando el agua mueve los imanes dentro de las bobinas.
- ley de Ampère (noun) /ˈlej de amˈpɛɾ/
- Ley física que relaciona un campo magnético estático con la corriente eléctrica que lo genera. Es una de las cuatro ecuaciones de Maxwell y permite calcular campos magnéticos en situaciones simétricas.
Es la base para diseñar electroimanes y entender cómo funcionan los motores eléctricos.
Si enrollas un cable alrededor de un clavo y haces pasar corriente, el clavo se convierte en un imán temporal gracias a la ley de Ampère.
- ley de Coulomb magnética (noun) /ˈlej de kuˈlõ magˈne.ti.ka/
- Fórmula que describe la fuerza de atracción o repulsión entre dos polos magnéticos. Es análoga a la ley de Coulomb eléctrica pero para imanes.
Sinónimos : ley de atracción-repulsión magnética
La fuerza disminuye con el cuadrado de la distancia entre los polos, igual que la fuerza gravitatoria.
Si tienes dos imanes pequeños de 0.1 A·m² separados por 5 cm, la fuerza de repulsión será aproximadamente 0.008 N (como sostener 0.8 gramos).
- ley de Faraday (noun) /ˈlej de fa.ɾaˈdeɾ/
- Ley que establece que un campo magnético variable en el tiempo induce una fuerza electromotriz (voltaje) en un circuito cerrado. Es la base de los generadores eléctricos y los transformadores.
Sinónimos : inducción electromagnética
Sin esta ley, no existirían las centrales hidroeléctricas que proveen electricidad a todo Chile.
Cuando mueves un imán dentro de una bobina en el laboratorio de tu colegio en Concepción, el voltímetro marca un voltaje inducido.
General
- fuerza de atracción/repulsión (noun) /ˈfweɾ.sa de a.tɾakˈsjon re.pulˈsjon/
- Fuerza que experimentan dos polos magnéticos cuando interactúan. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen. La intensidad de esta fuerza depende de la intensidad de los polos y de la distancia entre ellos.
Sinónimos : fuerza magnética
Esta fuerza es la base de la levitación magnética y de muchos dispositivos de sujeción sin contacto.
Cuando intentas juntar los polos norte de dos imanes de nevera, sientes una fuerte fuerza de repulsión que te impide acercarlos.
- imán (noun) /iˈman/
- Objeto que produce un campo magnético permanente. Los imanes tienen dos polos: norte y sur. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen.
Sinónimos : magneto
Los imanes más comunes están hechos de hierro, níquel, cobalto o aleaciones como el alnico.
Los imanes de neodimio que venden en las ferias artesanales de Valparaíso son tan potentes que pueden levantar objetos metálicos a varios centímetros de distancia.
- líneas de campo magnético (noun) /ˈli.ne.as de ˈkam.po maɡˈne.ti.ko/
- Líneas imaginarias que representan la dirección y la intensidad de un campo magnético. Salen del polo norte y entran al polo sur de un imán. Su densidad indica la intensidad del campo: más líneas por área = campo más fuerte.
Sinónimos : líneas de fuerza magnética
Las líneas de campo magnético nunca se cruzan y siempre forman bucles cerrados.
Si espolvoreas limaduras de hierro sobre un imán en forma de herradura en tu mesa de trabajo, verás cómo se alinean formando las líneas de campo magnético.
- magnetismo (noun) /mag.neˈtis.mo/
- Fuerza invisible que ejercen ciertos materiales llamados imanes, capaz de atraer o repeler otros materiales magnéticos. Es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y se origina en el movimiento de cargas eléctricas a nivel atómico.
Sinónimos : fuerza magnética
Es la base de tecnologías como los motores eléctricos, los trenes maglev y los discos duros de computadores.
Cuando pegas un imán a la puerta de tu refrigerador en Santiago, estás usando el magnetismo para mantenerlo en su lugar sin pegamento.
- polo magnético (noun) /ˈpo.lo magˈne.ti.ko/
- Región de un imán donde el campo magnético es más intenso. Todo imán tiene un polo norte y un polo sur. Es imposible aislar un solo polo magnético: si divides un imán, cada parte tendrá sus propios polos norte y sur.
Sinónimos : polo norte, polo sur
Los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen, siguiendo la regla 'norte atrae sur'.
Si acercas el polo norte de un imán al polo norte de otro, sentirás una fuerza de repulsión que los mantiene separados.
Magnetismo avanzado
- efecto Meissner (noun) /eˈfek.to ˈmais.neɾ/
- Fenómeno por el cual un superconductor en estado de superconductividad perfecta expulsa completamente el flujo magnético de su interior, haciendo que los campos magnéticos externos no puedan penetrarlo. Esto permite la levitación estable de imanes sobre superconductores.
Sinónimos : expulsión de flujo magnético
Es la base de la levitación magnética perfecta y se usa en trenes maglev y sistemas de suspensión sin fricción.
Cuando colocas un imán sobre un disco de superconductor enfriado con nitrógeno líquido, el imán flota sin tocar la superficie, como si fuera magia.
- superconductor (noun) /su.peɾ.konˈduk.toɾ/
- Material que, al enfriarse por debajo de una temperatura crítica, pierde completamente su resistencia eléctrica y expulsa los campos magnéticos de su interior (efecto Meissner). Esto permite corrientes eléctricas sin pérdidas y levitación perfecta.
Sinónimos : material superconductor
Los superconductores pueden hacer levitar imanes de forma estable sin necesidad de energía adicional.
En el laboratorio de física de la Universidad de Concepción, los estudiantes usan superconductores de YBCO enfriados con nitrógeno líquido para hacer flotar imanes sobre ellos.
Magnetismo de materiales
- diamagnetismo (noun) /di.a.maɡ.neˈtis.mo/
- Propiedad de todos los materiales de ser débilmente repelidos por campos magnéticos externos. Se debe a la inducción de corrientes eléctricas en los átomos que generan un campo magnético opuesto al aplicado.
Es el tipo de magnetismo más débil y está presente en todos los materiales, incluso en los que no son magnéticos.
El grafito de la mina de tu lápiz en el colegio es diamagnético: si lo acercas a un imán de neodimio, flotará levemente.
- ferromagnetismo (noun) /fe.ro.maɡ.neˈtis.mo/
- Propiedad de ciertos materiales (como hierro, níquel, cobalto y algunas aleaciones) de convertirse en imanes permanentes o ser fuertemente atraídos por imanes. Se debe a la alineación de los momentos magnéticos atómicos en regiones llamadas dominios magnéticos.
Sinónimos : magnetismo fuerte
Es el tipo de magnetismo que permite que los imanes comunes funcionen y que los transformadores eléctricos sean eficientes.
Los clavos de hierro que compras en la ferretería de Antofagasta se convierten en imanes temporales cuando los acercas a un imán fuerte.
- histéresis magnética (noun) /isˈte.ɾe.sis maɡˈne.ti.ka/
- Fenómeno por el cual un material ferromagnético no recupera inmediatamente su magnetización original al retirar el campo magnético aplicado. Esto causa pérdidas de energía en forma de calor en ciclos de magnetización.
Es la razón por la que los transformadores eléctricos se calientan y por qué los imanes permanentes mantienen su magnetismo.
Cuando juegas con un imán de nevera y lo mueves rápidamente de un lado a otro, sientes que se calienta ligeramente debido a la histéresis.
- materiales diamagnéticos (noun) /ma.teˈɾja.les di.a.maɡ.neˈti.kos/
- Materiales que son débilmente repelidos por campos magnéticos externos debido a la inducción de corrientes eléctricas en sus átomos. Todos los materiales tienen alguna componente diamagnética, pero en algunos es el efecto dominante.
El diamagnetismo puro se observa en materiales como el grafito, el agua y el bismuto.
Si sumerges una moneda de cobre (diamagnética) en agua y acercas un imán de neodimio, verás que la moneda se aleja ligeramente del imán.
- materiales ferromagnéticos (noun) /ma.teˈɾja.les fe.ro.maɡ.neˈti.kos/
- Materiales que pueden ser fuertemente magnetizados y mantener su magnetización incluso después de retirar el campo magnético externo. Incluyen hierro, níquel, cobalto y sus aleaciones.
Sinónimos : materiales magnéticos fuertes
Son la base de los imanes permanentes, los transformadores y los motores eléctricos.
Los clavos de construcción que compras en la ferretería de Antofagasta son de acero, un material ferromagnético que se magnetiza fácilmente.
- materiales paramagnéticos (noun) /ma.teˈɾja.les pa.ɾa.maɡ.neˈti.kos/
- Materiales que son débilmente atraídos por campos magnéticos externos debido a la alineación parcial de sus momentos magnéticos atómicos con el campo aplicado. Su susceptibilidad magnética es positiva pero muy pequeña.
El oxígeno líquido y el aluminio son ejemplos clásicos de materiales paramagnéticos.
Si tienes un trozo de aluminio (paramagnético) y lo acercas a un imán fuerte, sentirás una atracción muy débil que casi no se nota.
- momento magnético (noun) /moˈmen.to maɡˈne.ti.ko/
- Magnitud vectorial que caracteriza el momento dipolar magnético de un imán o de una partícula cargada en movimiento. En los átomos, se debe al movimiento de los electrones y a su espín.
Sinónimos : momento dipolar magnético
El momento magnético es lo que hace que los imanes se alineen con el campo magnético terrestre.
El momento magnético de un electrón es tan pequeño que se mide en magnetones de Bohr (μ_B ≈ 9.27×10^-24 A·m²).
- paramagnetismo (noun) /pa.ɾa.maɡ.neˈtis.mo/
- Propiedad de materiales que son débilmente atraídos por campos magnéticos externos. Los materiales paramagnéticos tienen momentos magnéticos atómicos desalineados que se alinean parcialmente con el campo aplicado.
El oxígeno gaseoso es paramagnético, lo que explica por qué los imanes pueden atraer burbujas de oxígeno líquido.
El aluminio de las latas de bebidas en Concepción es paramagnético: si acercas un imán fuerte, sentirás una atracción muy débil.
- permeabilidad magnética (noun) /peɾ.me.a.βi.liˈðað maɡˈne.ti.ka/
- Propiedad de un material que indica cuánto se amplifica un campo magnético al pasar a través de él. Se representa con la letra μ y se mide en henrios por metro (H/m). El vacío tiene una permeabilidad de μ₀ ≈ 4π×10⁻⁷ H/m.
Los materiales ferromagnéticos tienen una permeabilidad mucho mayor que el vacío, lo que los hace útiles para concentrar campos magnéticos.
Cuando introduces un clavo de hierro dentro de una bobina, la permeabilidad del hierro amplifica el campo magnético generado por la corriente, haciendo que el clavo se comporte como un imán más potente.
- susceptibilidad magnética (noun) /su.sep.ti.βi.liˈðað maɡˈne.ti.ka/
- Magnitud adimensional que indica cuánto se magnetiza un material cuando se coloca en un campo magnético externo. Para materiales paramagnéticos es positiva y para diamagnéticos es negativa.
La susceptibilidad magnética determina si un material será atraído o repelido por un imán.
El aluminio tiene una susceptibilidad magnética positiva pequeña (χ ≈ 2.2×10⁻⁵), lo que explica su débil atracción hacia los imanes.