El movimiento de los electrones que forman un material al girar sobre su propio eje hace que se induzca un pequeño campo magnético, creando así dipolos magnéticos en la estructura de la materia, también llamado momentos magnéticos. Este efecto se denomina spin magnético.

 

Así, se puede pensar en un material magnético como en un conjunto de dipolos magnéticos, cada uno con su polo norte y su polo sur, pero orientados aleatoriamente, en ausencia de campo magnético externo.

A los conjuntos de dipolos magnéticos, que forman un gran número de regiones imantadas, se les denomina dominios magnéticos, que normalmente están revueltas sin orden. Al aplicar un campo magnético externo, se alinean en mayor o menor medida en la dirección del campo aplicado En función de cómo se orienten estos pequeños campos magnéticos los materiales se pueden clasificar en:

• Diamagnéticos: Parte de los pequeños campos magnéticos inducidos por el movimiento de rotación de los electrones del propio material, en presencia de un campo magnético externo, se orientan de forma opuesta a este. Como consecuencia, un material diamagnético tiende a desplazarse a la zona donde el campo magnético externo es más débil.
   
• Paramagnéticos: parte de los pequeños campos magnéticos inducidos por el movimiento de rotación de los electrones del propio material, en presencia de un campo magnético externo se alinean en la misma dirección que este.
   
• Ferromagnéticos: las fuerzas entre los átomos próximos, hace que se creen pequeñas regiones, llamadas dominios, en las que el campo magnético originado por el movimiento de rotación de los electrones está alineado en la misma dirección.

Parte de estos dominios conservan la orientación incluso una vez que el campo magnético externo desaparece, hecho que explica el fenómeno de la imanación.

 

El antiferromagnetismo es el ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección pero en sentido inverso.

 

Imanes.

Un imán es un cuerpo capaz de crear un campo magnético.

Ya hemos visto anteriormente que en el interior de un trozo de acero hay un gran numero de regiones imantadas, llamadas dominios magnéticos, que normalmente están revueltas sin orden, de modo que sus efectos se contrarrestan y el acero no esta imantado.

Cuando los dominios se orientan en una misma dirección, el acero se imanta y el extremo hacia el que señalan los polos norte de los dominios se convierte en polo norte del imán.

Los imanes pueden ser, según su naturaleza:

• Naturales: constituidos por una sustancia que tiene la propiedad de atraer limaduras de hierro, denominándose a esta propiedad magnetismo. El elemento constitutivo más común de los imanes naturales es la magnetita.
• Artificiales, imanando un trozo de hierro (u otro material ferromagnético) sometiéndolo a intenso campo magnético creado por otro imán o por una corriente eléctrica, pudiéndose estos a su vez clasificarse según la duración del mismo:
• temporales, que pierden sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo. Están fabricados en hierro dulce, (hierro con un contenido muy bajo en carbono). Es el caso del electroimán que se verá mas adelante.
• permanentes, si mantienen sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo. Fabricados en acero imanado, (hierro con un alto contenido en carbono).

Los imanes comerciales se fabrican con diferentes direcciones de orientación (axial, radial,...) y en diferentes formas, (casi cualquiera, bajo pedido), siendo las más usuales: anulares, redondos, cuadrados o segmentos).

Si bien sus configuraciones más didácticas son:

• En barra
• En herradura

El campo magnético en torno a un imán puede ponerse de manifiesto esparciendo limaduras de hierro sobre un papel o cristal colocado sobre un imán.

Los imanes tienen las siguientes propiedades:

• Constan de dos polos, denominados polo norte ypolo sur.
• La máxima fuerza de atracción se halla en sus extremos (polos).
• Polos de distinto signo se atraen, formando un único imán cuando se juntan.
• Polos de igual signo se repelen.
• Los polos magnéticos no pueden aislarse.

Aún cuando la fuerza entre dos polos magnéticos es semejante a la que existe entre dos cargas eléctricas, en cuanto a atracción y repulsión, se tiene una diferencia importante: las cargas eléctricas se pueden aislar (caso del electrón y el protón vistos en la unidad 1), los polos magnéticos no pueden aislarse.

Esto es, los polos magnéticos siempre se encuentran en pares. Todos los intentos para detectar un solo polo magnético aislado han fracasado. No importa cuántas veces se divida un imán permanente, cada trozo tendrá siempre un polo norte y un polo sur, es decir, no existen monopolos magnéticos, sólo dipolos magnéticos. Por lo tanto, si un imán se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur.

Líneas de fuerza.

Una línea de fuerza magnética es una forma útil de esquematizar gráficamente un campo magnético, aunque son imaginarias y no tienen presencia física.

Los imanes están rodeados por campos magnéticos. Y los campos magnéticos, al igual que pasaba con los campos eléctricos se pueden imaginar como líneas que representan la fuerza del campo magnético. Las fuerzas de la atracción y de la repulsión magnéticas se mueven a lo largo de las líneas de la fuerza.

Es una equivocación frecuente suponer que las líneas de fuerza electromagnéticas tienen existencia física, e incluso que son discretas y por tanto, al menos en principio, contables.

Las propiedades de las líneas de fuerza de los imanes se pueden resumir en:

1. Las líneas de campo magnético son cerradas, ya que no existen monopolos magnéticos. Es decir, el número neto de líneas de campo que entran en una superficie es igual al número de líneas de campo que salen de la misma superficie.
2. La dirección y el sentido de las líneas de fuerza que van del norte al sur por el exterior del imán (la que señalaría el norte de una brújula puesta sobre la línea) indican la dirección del campo magnético viene definida por
   
3. En caso de polos opuestos próximos entre sí (atracción), las líneas que salen del norte de uno entran en el sur del otro.
   
4. En caso de polos iguales próximos entre sí (repulsión), las líneas son todas salientes, o todas entrantes, según los polos aproximados.
   

Aquí tienes una animación:

Líneas de fuerza magnéticas

 

Son procesos que alteran, modifican o destruyen una señal durante su trayecto en el canal existente entre el emisor y el receptor, siendo de especial importancia en el sector de las comunicaciones

 Ese aparato, equipo o sistema debe ser capaz de operar adecuadamente en ese entorno sin ser interferido por otros (inmunidad electromagnética).Para evitar este problema en equipos eléctricos, aparece el concepto de Compatibilidad Electromagnética, (EMC, en inglés) que es la rama de la tecnología electrónica y de comunicaciones que se ocupa de las interferencias. Se define como "la capacidad de cualquier aparato, equipo o sistema para funcionar de forma satisfactoria en su entorno electromagnético sin provocar perturbaciones electromagnéticas sobre cualquier cosa de ese entorno". Por lo tanto, podemos decir que la compatibilidad electromagnética debe ocuparse de dos problemas diferentes, que dan lugar a dos ramas de la misma:

1. Además, no debe ser fuente de interferencias que afecten a otros equipos de ese entorno (emisiones electromagnéticas).

Por otro lado, puesto que un sistema puede estar compuesto de subsistemas, también debe estudiar las posibles interferencias internas entre los mismos.

En general, cualquier producto que se quiera comercializar en la Comunidad Europea debe cumplir con lo que se denomina el Marcado CE.

El Marcado CE es el símbolo. Las letras "CE" son la abreviatura de la frase francesa "Conformité Européene" que significa "Conformidad Europea".

El Marcado CE en un producto es la declaración de un fabricante que el producto se conforma con los requisitos esenciales de las legislaciones europeas relevantes de la salud, de seguridad y de la protección del medio ambiente y se logra cumpliendo correctamente las Directivas del producto, que contienen los "requisitos esenciales" o los "niveles de funcionamiento" y los "estándares armonizados" a cuál deben se conformados por los productos.

Existen tres Directivas obligatorias para todos los productos, una de las cuales es la Directiva de Compatibilidad Electromagnética (EMC). (Directiva2004/108/CE)

Las otras dos son:

• Directiva de Seguridad Eléctrica
• Directiva de Medio Ambiente

La directiva de EMC de obligado cumplimiento se establece para:

• Evitar que las perturbaciones electromagnéticas influyan de forma perjudicial en el funcionamiento de los diferentes equipos y aparatos eléctricos y/o electrónicos. Además determina los niveles de inmunidad que deben de soportar para tener un comportamiento adecuado ante las interferencias.
• Dar protección a las redes de distribución de energía frente a las perturbaciones electromagnéticas producidas por los aparatos, máquinas y sistemas conectados a ellas.
• Asegurar la suficiente protección de las redes de telecomunicación incluyendo los equipos y sistemas que están conectados a ellas.
• Garantizar la libre circulación de aparatos, en un entorno electromagnético adecuado dentro del Espacio Económico Europeo.

Si bien los campos electromagnéticos tienen efectos perjudiciales sobre equipos eléctricos o electrónicos, al producirse interferencias, como acabamos de ver, no hay ningún estudio que demuestre algún tipo de efecto perjudicial para la salud pública.