Magnetismo III. Instrumentos Magnéticos. FÍS.

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Física

El número de i. de medida basados en los principios fundamentales del magnetismo es muy elevado. Es difícil encontrar i. m. puros, como lo es igualmente encontrar i. eléctricos puros, siendo el más común el tipo electromagnético, donde se aúnan las dos clases de fenómenos, cosa muy natural, por otra parte, debido a que toda corriente eléctrica produce fenómenos magnéticos. En el presente artículo se expondrán los principales i. en que el aspecto magnético tenga prioridad, por sí o por sus aplicaciones, sobre el eléctrico (v. MEDIDAS ELÉCTRICAS, INSTRUMENTOS PARA).

Los i.m. clásicos se caracterizan por el hecho de que en todos ellos intervienen el hierro o sus derivados (acero, aleaciones ferromagnéticas, etc.) en cantidades suficientemente elevadas como para resultar notablemente pesados, dificultad que en algunos casos está superada actualmente por el empleo de nuevas técnicas y nuevos i., como los derivados de los fenómenos de resonancia (v. más adelante).

El electroimán. Permite establecer campos magnéticos de características variadas. Está constituido por un núcleo de hierro o acero, rodeado de una bobina de hilo conductor aislado a través del cual se hace circular una corriente eléctrica. En consecuencia, no es más que un solenoide o carrete que en lugar de encerrar una sustancia no magnética, como aire o madera, está arrollado sobre un núcleo de sustancia magnética. Generalmente los electroimanes se construyen en la forma llamada de herradura (fig. 1), en la que dos electroimanes rectos están unidos por una pieza de hierro llamada culata. Las bobinas de los núcleos deberán estar arrolladas en sentidos contrarios para dar lugar a dos polos de distinto signo. Normalmente se dispone otra pieza de hierro, llamada armadura, cuyo objeto principal es que las líneas de fuerza se cierren a través de ella por ser un medio más permeable que el aire. Al espacio comprendido entre los polos y la armadura se le da el nombre de entrehierro. Otras veces el electroimán toma una forma tal que las piezas polares se sitúan una frente a la otra y las líneas de fuerza se cierran a través del aire. El estudio teórico y práctico de los electroimanes está basado en la teoría del circuito magnético (v.).

El magnetómetro. Es utilizado en la medida de campos magnéticos y en particular, del campo magnético terrestre. Los magnetómetros se clasifican en absolutos y relativos según necesiten o no un calibrado previo con un instrumento patrón. Entre los absolutos se encuentran el magnetómetro clásico ideado por Gauss en 1832 para la medida de la componente horizontal del campo magnético terrestre, que consiste en una barra de imán permanente suspendida en posición horizontal de un hilo. El periodo de oscilación en un plano horizontal depende inversamente del producto de Hh, componente horizontal del campo geomagnético, por m, momento magnético del imán. Este mismo imán se utiliza, a la vez, para influenciar la posición de reposo de un segundo imán suspendido de un hilo. El ángulo que se desplaza respecto a su posición normal este segundo imán es una medida de m/Hh. Así, pues, observando una serie de oscilaciones y deflexiones se tendrá una medida no sólo de Hh, sino también de m.

Actualmente, los magnetómetros que se utilizan están basados en una serie de fenómenos de naturaleza magnética (resonancia) asociados a los núcleos (v.) atómicos. Entre ellos se encuentra el magnetómetro de precesión protómica, que solamente requiere la medida de un voltaje de audiofrecuencia inducido en una bobina a causa de fenómenos de precesión producidos en un recipiente lleno de agua. Su carácter de i. absoluto viene limitado únicamente por la incertidumbre del valor de la razón giromagnética para el núcleo de hidrógeno. Otro magnetómetro de este tipo, el de vapor de rubidio, ofrece multitud de ventajas, como la posibilidad de adaptación para medidas en vuelos espaciales, y tiene una sensibilidad capaz de detectar campos por pequeños que sean, cualidad muy apreciable en las investigaciones espaciales.

El flúxmetro y otros. El flúxmetro es otro de los i. clásicos. Consiste, simplemente, en un galvanómetro de cuadro móvil (v. MEDIDAS ELÉCTRICAS, INSTRUMENTOS PARA I) con su cuadro montado de tal forma que la fibra suspensora ejerce un par recuperador despreciable, permaneciendo, por tanto, en reposo en cualquier posición dentro de los límites de su movimiento. Se utiliza para medir la variación del flujo magnético que atraviesa una bobina exploradora previamente calibrada con el flúxmetro.

Para la medida de características magnéticas de sustancias, tales como la susceptibilidad, se utilizan diversos i. caracterizados todos ellos por hacer uso de un imán o un electroimán cuyo campo actúa sobre la muestra a estudiar. Conocidas las características del campo, se puede obtener la expresión de la fuerza que actúa sobre la muestra en función de la susceptibilidad, y midiendo esta fuerza con una balanza se tiene inmediatamente el valor de la susceptibilidad. Reciben el nombre genérico de balanzas de susceptibilidades.

F. SÁNCHEZ QUESADA.

BIBL.: W. H. WESTPHAL, Prácticas de Física, Madrid 1965; B. l. BLEANEY y B. BLEANEY, Electricity and Magnetism, OXford 1962; E. W. GOLDING, Electrical Measurements and Measuring Instruments, Londres 1948.