¿Alguna vez te has preguntado por qué los imanes de tu refrigerador en Santiago se pegan solos sin que nadie los toque? O ¿cómo es que una brújula en el desierto de Atacama siempre apunta al norte, incluso cuando no hay señales visibles? Detrás de estos fenómenos hay un misterio invisible llamado magnetismo, una fuerza que mueve desde los motores de los buses en Valparaíso hasta las turbinas eólicas en la Región de Antofagasta. En este glosario, vamos a destapar los secretos de los imanes: por qué se atraen, por qué a veces se repelen y cómo este poder invisible está presente en tu vida diaria. ¡Prepárate para ver tu entorno con otros ojos y dominar conceptos que incluso aparecen en la PAES!
Electromagnetismo
- Electroimán (noun) /elektɾo.iˈman/
- Imán temporal creado al pasar una corriente eléctrica a través de un alambre enrollado alrededor de un núcleo de material ferromagnético, como hierro. Su fuerza puede controlarse variando la corriente eléctrica.
Sinónimos : imán eléctrico
Los electroimanes son la base de motores eléctricos, grúas en puertos como el de San Antonio y hasta de los timbres en las escuelas de Chile.
En el puerto de Valparaíso, las grúas que mueven contenedores usan electroimanes gigantes para levantar toneladas de carga con facilidad.
- Inducción magnética (noun) /induksjon maɣneˈtika/
- Proceso por el cual un campo magnético variable induce una corriente eléctrica en un conductor. Es la base del funcionamiento de generadores eléctricos, transformadores y motores. Fue descubierta por Michael Faraday en 1831.
Sinónimos :
La inducción magnética es como un 'truco de magia' del electromagnetismo: un campo magnético en movimiento puede crear electricidad de la nada.
En la central termoeléctrica de Mejillones, la inducción magnética en las turbinas genera la electricidad que usas para cargar tu celular en Antofagasta.
Instrumentos
- Brújula (noun) /bɾuˈxula/
- Instrumento que utiliza una aguja magnética libre para indicar la dirección del polo norte magnético de la Tierra. Es esencial para la navegación y la orientación en terrenos sin referencias visuales, como el desierto de Atacama.
Sinónimos : aguja magnética
La brújula no apunta al polo norte geográfico, sino al polo norte magnético, que está a unos 1.600 km de distancia en el Ártico canadiense.
Los geólogos usan brújulas para orientarse en las montañas de la Región de Magallanes cuando buscan minerales como el cobre.
Magnetismo
- Atracción y repulsión magnética (noun) /atɾakˈsjon i ɾepulˈsjon maɣneˈtika/
- Fenómeno por el cual los imanes ejercen fuerzas entre sí: polos opuestos (norte-sur) se atraen, mientras que polos iguales (norte-norte o sur-sur) se repelen. Esta propiedad es la base del funcionamiento de los imanes.
Sinónimos : fuerza magnética entre polos
La regla es simple: 'polos opuestos se atraen, polos iguales se repelen'. ¡Es como la amistad y el conflicto en tu curso!
Si intentas juntar dos imanes por sus polos norte en el liceo de Viña del Mar, sentirás que se rechazan con fuerza.
- Campo magnético (noun) /ˈkampo maɣneˈtiko/
- Región del espacio donde un imán o una corriente eléctrica ejerce una fuerza magnética sobre otros imanes o materiales magnéticos. Se representa con líneas imaginarias que van del polo norte al polo sur del imán.
Sinónimos : campo magnético terrestre
El campo magnético de la Tierra protege a Chile de partículas solares peligrosas y guía a las ballenas que pasan cerca de Chiloé.
El campo magnético terrestre hace que la aguja de una brújula en el desierto de Atacama apunte siempre hacia el norte magnético.
- Curva de magnetización (noun) /ˈkuɾβa ðe maɣnetisaˈsjon/
- Gráfico que muestra la relación entre la intensidad del campo magnético aplicado (H) y la magnetización resultante (M) en un material ferromagnético. Tiene forma de 'S' y muestra la histéresis del material.
Sinónimos : lazo de histéresis
La curva de magnetización ayuda a entender por qué algunos materiales son buenos para hacer imanes permanentes y otros no.
En un laboratorio escolar de Antofagasta, los estudiantes pueden graficar la curva de magnetización de un clavo de hierro usando un sensor y un imán variable.
- Diamagnetismo (noun) /djamagneˈtismo/
- Propiedad de los materiales que los hace ser débilmente repelidos por un campo magnético externo. Todos los materiales muestran diamagnetismo, pero en sustancias como el cobre o el agua, es la única respuesta magnética observable.
Sinónimos :
El diamagnetismo es tan débil que solo se nota con imanes muy potentes, como los de neodimio que venden en ferias científicas en Concepción.
Si colocas una moneda de cobre en un plato con agua y acercas un imán de neodimio, verás que la moneda se aleja levemente del imán.
- Dipolo magnético (noun) /diˈpolo maɣneˈtiko/
- Sistema que produce un campo magnético similar al de un imán con dos polos. Puede ser un imán pequeño, una espira de corriente o incluso un átomo con momento magnético. Todos los imanes son dipolos magnéticos.
Sinónimos :
No existen monopolos magnéticos (polos magnéticos aislados): todo dipolo magnético tiene un polo norte y un polo sur.
La Tierra es un dipolo magnético gigante, con su polo norte magnético cerca del polo sur geográfico y viceversa.
- Dominio magnético (noun) /doˈminjo maɣneˈtiko/
- Pequeñas regiones dentro de un material ferromagnético donde los momentos magnéticos de los átomos están alineados en la misma dirección. Cuando estos dominios están desordenados, el material no es magnético; cuando se alinean, el material se magnetiza.
Sinónimos : región magnética
En un clip de papel, los dominios magnéticos están desordenados, pero al acercarle un imán, se alinean y el clip se convierte en un imán temporal.
Cuando frotas un clip con un imán en tu casa en Temuco, los dominios magnéticos del clip se alinean y el clip puede atraer otros clips.
- Energía magnética (noun) /eneɾˈxia maɣneˈtika/
- Energía almacenada en un campo magnético. Se calcula como el trabajo necesario para establecer el campo y depende del volumen del campo y de la permeabilidad del material. Es la base de dispositivos como los transformadores y los motores eléctricos.
Sinónimos :
Cuando acercas dos imanes por polos opuestos y sientes que se atraen, estás sintiendo la liberación de energía magnética almacenada.
En las centrales hidroeléctricas de Chile, la energía magnética en los generadores se convierte en electricidad que llega a tu casa en Santiago.
- Ferromagnetismo (noun) /feɾomagneˈtismo/
- Propiedad de ciertos materiales (como el hierro, el níquel o el cobalto) de ser fuertemente atraídos por imanes y de poder convertirse en imanes permanentes. Es el tipo de magnetismo más común en la vida diaria.
Sinónimos :
El ferromagnetismo es responsable de que los imanes se peguen a la nevera, de que los motores eléctricos funcionen y de que la Tierra tenga un campo magnético.
Los rieles de los trenes en el Metro de Santiago están hechos de acero, un material ferromagnético que permite que los trenes se muevan con motores eléctricos.
- Flujo magnético (noun) /ˈfluxo maɣneˈtiko/
- Cantidad de campo magnético que atraviesa una superficie dada. Se mide en webers (Wb) y es fundamental para entender la inducción electromagnética. Su variación genera corriente eléctrica, como en las centrales hidroeléctricas.
Sinónimos : flujo de campo magnético
Si el flujo magnético a través de una espira cambia, se induce una corriente eléctrica en ella. ¡Es la base de cómo se genera la electricidad en Chile!
En la central hidroeléctrica de Rapel, el flujo magnético en las turbinas genera la electricidad que llega a tu casa en Rancagua a través de los cables de alta tensión.
- Fuerza magnética (noun) /ˈfweɾsa maɣneˈtika/
- Fuerza que ejerce un campo magnético sobre una carga en movimiento o sobre un material magnético. Puede ser de atracción o repulsión y depende de la intensidad del campo, la velocidad de la carga y el ángulo entre la velocidad y el campo.
Sinónimos : fuerza de Lorentz
La fuerza magnética nunca realiza trabajo sobre una partícula cargada porque siempre es perpendicular a su velocidad.
Cuando un electrón pasa cerca de un imán en un tubo de rayos catódicos en un laboratorio escolar de Santiago, la fuerza magnética desvía su trayectoria.
- Histéresis magnética (noun) /isteˈɾesis maɣneˈtika/
- Fenómeno por el cual un material ferromagnético conserva parte de su magnetización después de retirar el campo magnético externo. Esto explica por qué algunos imanes son permanentes y otros no.
Sinónimos :
La histéresis es como la 'memoria' de un material ferromagnético: recuerda su magnetización anterior incluso cuando el imán externo ya no está.
Cuando magnetizas un clip en Viña del Mar y luego lo retiras del imán, el clip conserva algo de magnetismo debido a la histéresis, por eso puede atraer otros clips.
- Imán (noun) /iˈman/
- Objeto que genera un campo magnético y puede atraer o repeler otros imanes o materiales magnéticos como el hierro, el níquel o el cobalto. Los imanes comunes en Chile son los de nevera, los usados en juguetes o los imanes de neodimio en discos duros.
Sinónimos : magneto, imán permanente
Un imán siempre tiene dos polos: norte y sur. Si lo partes en dos, cada trozo vuelve a tener sus propios polos norte y sur.
Los imanes que pegan las notas en el refrigerador de tu casa en Santiago son un ejemplo cotidiano de imanes permanentes que usas sin darte cuenta.
- Imanes permanentes (noun) /iˈmanes peɾmaˈnentes/
- Imanes que mantienen su magnetismo durante mucho tiempo sin necesidad de una fuente externa de energía. Están hechos de materiales como el acero, el alnico o el neodimio. Se usan en motores, generadores y dispositivos electrónicos.
Sinónimos : imanes duros
Los imanes de neodimio son los más fuertes del mundo y se usan en auriculares, discos duros y hasta en algunos juguetes científicos que venden en Chile.
Los imanes que pegan las notas en el refrigerador de tu casa en Santiago son imanes permanentes hechos de ferrita o neodimio.
- Imanes temporales (noun) /iˈmanes tempoˈɾales/
- Objetos que se magnetizan solo mientras están bajo la influencia de un campo magnético externo. Pierden su magnetismo al retirarse el imán. Ejemplos comunes son los clips de papel o los clavos de hierro.
Sinónimos : imanes blandos
Un imán temporal actúa como un 'mensajero' del magnetismo: solo transmite la fuerza mientras está cerca de un imán permanente.
Si acercas un clavo de hierro a un imán fuerte en la ferretería de Concepción, el clavo se convierte en un imán temporal y puede atraer otros clavos.
- Magnetismo (noun) /maɣneˈtismo/
- Fuerza invisible que permite a ciertos materiales atraerse o repelerse debido al movimiento de cargas eléctricas a nivel atómico. Es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y está presente en fenómenos cotidianos y tecnológicos.
Sinónimos : fuerza magnética, propiedad magnética
El magnetismo explica por qué los imanes se pegan a la nevera, cómo funcionan los motores eléctricos y cómo la Tierra nos protege de partículas solares.
Cuando acercas un imán a un clip en tu escritorio en Concepción, sientes el magnetismo en acción, aunque no lo veas.
- Magnetización (noun) /maɣnetisaˈsjon/
- Proceso por el cual un material ferromagnético se convierte en un imán temporal o permanente al alinear sus dominios magnéticos. Puede lograrse frotando el material con un imán o aplicando un campo magnético externo.
Sinónimos : imantación
La magnetización es reversible: si calientas un imán o lo golpeas, los dominios se desordenan y pierde su magnetismo.
Si magnetizas un destornillador en Valparaíso acercándolo a un imán fuerte, podrás usarlo para recoger tornillos pequeños sin perderlos.
- Momento magnético (noun) /moˈmento maɣneˈtiko/
- Magnitud vectorial que representa la fuerza y orientación de un imán o de una corriente eléctrica. En los átomos, surge del movimiento de los electrones y de su 'spin' (giro intrínseco).
Sinónimos :
El momento magnético de un electrón es como su 'huella magnética': determina cómo interactúa con campos magnéticos externos.
En un imán de neodimio, el momento magnético de cada átomo de neodimio está alineado, lo que genera un campo magnético extremadamente fuerte.
- Paramagnetismo (noun) /paɾamagneˈtismo/
- Propiedad de los materiales que los hace ser débilmente atraídos por un campo magnético externo. Sustancias como el aluminio, el oxígeno o el platino muestran este comportamiento debido a la presencia de electrones desapareados.
Sinónimos :
El paramagnetismo es más fuerte que el diamagnetismo, pero aún así muy débil. Solo se nota con instrumentos sensibles o imanes muy potentes.
El oxígeno líquido, usado en hospitales de Chile para tratamientos médicos, es paramagnético y puede ser atraído por imanes superconductores.
- Permeabilidad magnética (noun) /peɾmeabiliˈðað maɣneˈtika/
- Capacidad de un material para permitir el paso de líneas de campo magnético. Se denota con la letra griega μ (mu) y se mide en henrios por metro (H/m). Los materiales ferromagnéticos tienen alta permeabilidad, mientras que los diamagnéticos la tienen baja.
Sinónimos :
La permeabilidad del vacío (μ₀) es la referencia: μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m. Los materiales con μ > μ₀ son atraídos por imanes; los que tienen μ < μ₀ son repelidos.
El hierro tiene una permeabilidad magnética mucho mayor que el aire, por eso los imanes lo atraen con fuerza en cualquier taller mecánico de Chile.
- Polo magnético (noun) /ˈpolo maɣneˈtiko/
- Región de un imán donde la fuerza magnética es más intensa. Todo imán tiene dos polos: el polo norte y el polo sur. Polos iguales se repelen; polos opuestos se atraen.
Sinónimos : polo norte magnético, polo sur magnético
No existen polos magnéticos aislados: si cortas un imán por la mitad, cada mitad tendrá su propio polo norte y sur.
La aguja de una brújula en el cerro Santa Lucía apunta al polo sur magnético de la Tierra, que está cerca del polo norte geográfico.
- Susceptibilidad magnética (noun) /susseptibiliˈðað maɣneˈtika/
- Medida de cuánto se magnetiza un material cuando se coloca en un campo magnético externo. Se denota con χ (chi) y puede ser positiva (paramagnéticos) o negativa (diamagnéticos).
Sinónimos :
Si χ es positiva, el material es atraído por el imán; si es negativa, es repelido. ¡Es como la personalidad de un material frente al magnetismo!
El aluminio, usado en ventanas y marcos de bicicletas en Santiago, tiene una susceptibilidad magnética positiva débil, por eso es atraído levemente por imanes potentes.
Materiales
- Magnetita (noun) /maɣneˈtita/
- Mineral de óxido de hierro (Fe₃O₄) que es el único imán natural conocido. Fue el primer material magnético descubierto por la humanidad y se encuentra en yacimientos en Chile, como en la Región de Coquimbo.
Sinónimos : piedra imán, óxido ferroso-férrico
La magnetita es la razón por la que los antiguos griegos descubrieron el magnetismo: al encontrar piedras que atraían el hierro, las llamaron 'piedras de Heracles'.
En el Museo Mineralógico de Copiapó, puedes ver muestras de magnetita que se usaban como brújulas naturales en la época precolombina.
- Material ferromagnético (noun) /mateˈɾjal feɾomagˈnetiko/
- Material que puede magnetizarse y es fuertemente atraído por un imán. Los más comunes son el hierro, el níquel, el cobalto y sus aleaciones. En Chile, se usan en herramientas, estructuras de edificios y componentes electrónicos.
Sinónimos : ferromagneto
Si un material es ferromagnético, puedes convertirlo en un imán temporal acercándolo a un imán fuerte, como los de neodimio.
Los clavos de hierro en la ferretería de tu barrio en Antofagasta se pegan al imán del dueño porque son materiales ferromagnéticos.
- Materiales diamagnéticos (noun) /mateˈɾiales djamagneˈtikos/
- Materiales que son débilmente repelidos por campos magnéticos debido a la inducción de corrientes eléctricas en sus átomos. Ejemplos comunes son el cobre, el agua, el oro y el bismuto. Todos los materiales muestran diamagnetismo, pero en algunos es la única respuesta observable.
Sinónimos :
El diamagnetismo es una propiedad universal, pero en la mayoría de los materiales está enmascarado por otros tipos de magnetismo más fuertes.
Si colocas un trozo de grafito (usado en lápices) sobre un imán de neodimio en Concepción, verás que el grafito levita levemente debido al diamagnetismo.
- Materiales paramagnéticos (noun) /mateˈɾiales paɾamagneˈtikos/
- Materiales que son débilmente atraídos por campos magnéticos debido a la alineación temporal de sus momentos magnéticos atómicos. Ejemplos incluyen el aluminio, el platino, el oxígeno líquido y algunos iones de metales de transición.
Sinónimos :
El paramagnetismo es más fuerte que el diamagnetismo, pero aún así muy débil. Solo se nota con imanes potentes o en condiciones específicas.
El aluminio de las latas de bebidas en Chile es paramagnético y puede ser atraído levemente por imanes de neodimio, aunque no lo notes a simple vista.
- Neodimio (noun) /ne.oˈdimjo/
- Elemento químico de símbolo Nd y número atómico 60, perteneciente a las tierras raras. Sus aleaciones, especialmente Nd₂Fe₁₄B, forman los imanes permanentes más fuertes conocidos, usados en tecnología moderna.
Sinónimos :
Un imán de neodimio del tamaño de una moneda puede levantar mil veces su propio peso. ¡Es el superhéroe de los imanes!
En las tiendas de electrónica de Santiago, venden imanes de neodimio para proyectos escolares y experimentos caseros.
Teorías
- Ley de Gauss para magnetismo (noun) /ˈlej ðe ˈɡaos paɾa maɣneˈtismo/
- Ley fundamental del electromagnetismo que establece que el flujo magnético neto a través de cualquier superficie cerrada es cero. Esto implica que no existen monopolos magnéticos (polos norte o sur aislados).
Sinónimos :
La ley de Gauss para magnetismo es una de las cuatro ecuaciones de Maxwell y muestra que los campos magnéticos son siempre dipolares.
Si envuelves un imán en papel y lo sumerges en limaduras de hierro en un taller de Concepción, verás que las líneas de campo magnético siempre forman bucles cerrados, nunca empiezan o terminan en un punto.