Objetivo de Aprendizaje 12.1.A: Describir las propiedades de un campo magnético.
- 12.1.A.1 Un campo magnético es un campo vectorial que puede utilizarse para determinar la fuerza magnética ejercida sobre cargas eléctricas en movimiento, corrientes eléctricas o materiales magnéticos.
- 12.1.A.1.i Los campos magnéticos pueden ser producidos por dipolos magnéticos o combinaciones de dipolos, pero nunca por monopolos.
- 12.1.A.1.ii Los dipolos magnéticos tienen polaridad norte y sur.
- 12.1.A.2 Un campo magnético es una cantidad vectorial y puede representarse mediante mapas de campo vectorial.
- 12.1.A.3 Las líneas de campo magnético deben formar bucles cerrados, como lo describe la ley de Gauss para el magnetismo.
- 12.1.A.3.i Las ecuaciones de Maxwell son el conjunto de ecuaciones que describen completamente el electromagnetismo. La ley de Gauss para el magnetismo es la segunda ecuación de Maxwell.
- Ecuación: $\oint \vec{B} \cdot d\vec{A} = 0$
- 12.1.A.3.ii Los campos magnéticos en un imán en barra forman bucles cerrados, con el campo magnético externo apuntando alejándose de un extremo (definido como polo norte) y retornando al otro extremo (definido como polo sur).
- 12.1.A.3.i Las ecuaciones de Maxwell son el conjunto de ecuaciones que describen completamente el electromagnetismo. La ley de Gauss para el magnetismo es la segunda ecuación de Maxwell.
Objetivo de Aprendizaje 12.1.B: Describir el comportamiento magnético de un material como resultado de la configuración de dipolos magnéticos en el mismo.
- 12.1.B.1 Los dipolos magnéticos resultan del movimiento circular o rotacional de cargas eléctricas. En los materiales magnéticos, esto puede ser el movimiento de electrones.
- 12.1.B.1.i El magnetismo permanente y el magnetismo inducido son propiedades del sistema que resultan ambas del alineamiento de dipolos magnéticos dentro del sistema.
- 12.1.B.1.ii Nunca se encuentra un polo norte magnético aislado de un polo sur. Por ejemplo, si un imán en barra se rompe a la mitad, ambas mitades son dipolos magnéticos.
- 12.1.B.1.iii Los polos magnéticos de la misma polaridad se repelen; los polos magnéticos de polaridad opuesta se atraen.
- 12.1.B.1.iv La magnitud del campo magnético generado por un dipolo magnético disminuye a medida que aumenta la distancia desde el dipolo.
- 12.1.B.2 Un dipolo magnético, tal como una brújula magnética, colocado en un campo magnético tenderá a alinearse con dicho campo.
- 12.1.B.3 La composición de un material influye en su comportamiento magnético ante la presencia de un campo magnético externo.
- 12.1.B.3.i Los materiales ferromagnéticos, como el hierro, el níquel y el cobalto, pueden magnetizarse permanentemente mediante un campo externo que provoca el alineamiento de dominios magnéticos o dipolos magnéticos atómicos.
- 12.1.B.3.ii Los materiales paramagnéticos, como el aluminio, el titanio y el magnesio, interactúan débilmente con un campo magnético externo, ya que los dipolos magnéticos del material no permanecen alineados después de que se retira el campo externo.
- 12.1.B.3.iii Todos los materiales poseen la propiedad de diamagnetismo, en el sentido de que su estructura electrónica crea un generalmente débil alineamiento de los momentos dipolares del material en dirección opuesta al campo magnético externo.
- 12.1.B.4 El campo magnético de la Tierra puede aproximarse como un dipolo magnético.
Objetivo de Aprendizaje 12.1.C: Describir la permeabilidad magnética de un material.
- 12.1.C.1 La permeabilidad magnética es una medida de la cantidad de magnetización en un material en respuesta a un campo magnético externo.
- 12.1.C.2 El espacio libre tiene un valor constante de permeabilidad magnética, conocido como permeabilidad del vacío $\mu_0$, que aparece en ecuaciones que representan relaciones físicas.
- 12.1.C.3 La permeabilidad de la materia tiene valores distintos a los del espacio libre y surge de la composición y disposición de la materia. No es una constante para un material y varía según muchos factores, incluyendo la temperatura, la orientación y la intensidad del campo externo.

