1) Dipolo magnético:

Un dipolo magnético es una aproximación que se hace al campo magnético generado por un circuito cuando la distancia al circuito es mucho mayor a las dimensiones del mismo. Cuando se encuentra en un campo magnético, Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se estabilizan con configuraciones de menor energía. Por lo tanto, un dipolo magnético tiende alinearse sólo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible y disminuye la energía recolectada en el campo al mínimo. Una alternativa equivalente es visualizar un dipolo magnético en un campo magnético y que este experimenta un momento de un par de fuerzas y una fuerza que pueda ser expresada en términos de un campo y de la magnitud del dipolo.

2) Momento dipolar magnético:

Es una aproximación que se hace al campo generado por un circuito cuando la distancia al circuito es mucho mayor a las dimensiones del mismo. El campo magnético terrestre también puede ser aproximado por un dipolo magnético, aunque su origen posiblemente sea bastante más complejo.

Los dipolos se pueden caracterizar por su momento dipolar, una cantidad vectorial. Por ejemplo, si por un circuito C circula una a corriente I, se define el momento dipolar magnético m como:

En el caso en el que el circuito sea plano, se tendrá que:

Donde S es el área de la superficie plana cuyo borde es C.

3) Como influye el movimiento orbital de los electrones, el espín del electrón y el espín nuclear en las características magnéticas de la materia.

4) cuáles son las características magnéticas de los materiales:

a) diamagnéticos: El movimiento orbital de los electrones crea diminutos bucles de corrientes atómicas, que producen campos magnéticos. Cuando se aplica un campo magnético externo a un material, estos bucles de corrientes tienden a alinearse de tal manera que se oponen al campo aplicado. Esto puede ser visto como una versión atómica de la ley de Lenz: los campos magnéticos inducidos tienden a oponerse al cambio que los creó. Los materiales en el que este efecto es la única respuesta magnética, se llaman diamagnéticos. Todos los materiales son inherentemente diamagnéticos, pero si los átomos tienen un momento magnético neto como en los materiales paramagnéticos, o si hay orden de largo alcance de los momentos magnéticos atómicos, como en materiales ferromagnéticos, estos efectos más fuertes son siempre dominantes. El diamagnetismo es el comportamiento magnético residual de los materiales que no son ni paramagnéticos ni ferromagnéticos. Cualquier conductor mostrará un efecto diamagnético fuerte en presencia de campos magnéticos variables, porque se generarán corrientes circulantes, que se opondrán a los cambios del campo

magnético. Un superconductor será un diamagnético perfecto ya que no hay resistencia a la formación de bucles de corriente.

b) Paramagnéticos: Algunos materiales exhiben una magnetización, que es proporcional al campo magnético aplicado bajo el cual está colocado el material. Estos materiales se dice que son paramagnéticos y siguen la ley de Curie:

Todos los átomos tienen fuentes inherentes de magnetismo, porque el espín del electrón contribuye al momento magnético, y las órbitas de los electrones actúan como bucles de corriente que producen un campo magnético. En la mayoría de los materiales, los momentos magnéticos de los electrones se cancelan, pero en los materiales que se clasifican como paramagnéticos, la cancelación es incompleta.

c) Ferromagnéticos: El hierro, el níquel, el cobalto y algunas de las tierras raras (gadolinio, disprosio), muestran un comportamiento único magnético llamado ferromagnetismo, por hierro (ferrum en latín), que es el ejemplo más común y más espectacular. El samario y el neodimio en aleaciones con cobalto, se han utilizado para fabricar imanes de tierras raras muy fuertes.

Los materiales ferromagnéticos exhiben un fenómeno de ordenamiento de largo alcance a nivel atómico, que hace que los espines de los electrones no apareados se alineen paralelamente entre sí, en una región del material llamada dominio. El campo magnético dentro del dominio es intenso, pero en una muestra global el material generalmente no estará magnetizado, debido a que los muchos dominios que lo componen estarán orientados entre ellos de forma aleatoria. El ferromagnetismo se manifiesta en el hecho de que un pequeño campo magnético impuesto externamente por ejemplo por un solenoide, puede originar que los dominios magnéticos se alineen entre sí y entonces se dice que el material está magnetizado. Luego, el campo magnético generado, se puede aumentar por un gran factor que normalmente se expresa como la permeabilidad relativa del material. Hay muchas aplicaciones prácticas de materiales ferromagnéticos, tales como los electroimanes.

Los ferro imanes tienden a permanecer magnetizados en cierta medida después de ser sometido a un campo magnético externo. Esta tendencia a "recordar su historia magnética" se llama histéresis. La fracción de la magnetización de saturación que es retenida cuando se elimina el campo de generación, se llama remanencia del material, y es un factor importante en los imanes permanentes.

Todos los ferro imanes tienen una temperatura máxima, donde desaparecen las propiedades ferromagnéticas como resultado de la agitación térmica. Esta temperatura se llama temperatura de Curie.

Los materiales ferromagnéticos responden mecánicamente al campo magnético impuesto, cambiando ligeramente su longitud en la dirección del campo aplicado. Esta propiedad, llamada magnetostricción, origina el zumbido familiar de los transformadores, que es la respuesta mecánica a los voltajes de corriente alterna de 60 Hz.

d) Anti ferromagnéticos: El antiferromagnetismo es el ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra, durante la aplicación de un campo magnético, en la misma dirección. Al cesar el campo magnético externo la mitad de los momentos magnéticos de la muestra cambian en sentido inverso (por pares, por ejemplo, o una subred frente a otra). Un antiferromagneto es el material que puede presentar antiferromagnetismo. La interacción antiferromagnética es la interacción magnética que hace que

los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y en sentido inverso, cancelándolos si tienen el mismo valor absoluto, o reduciéndolos si son distintos. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el antiferromagnetismo.

e) Ferrimagneticos: El ferrimagnetismo es un fenómeno de magnetización permanente que poseen algunos materiales cerámicos. Las características macroscópicas de los materiales ferromagnéticos y ferrimagnéticos son similares; la diferencia entre ellos sólo reside en el origen de los momentos magnéticos. El ferrimagnetismo es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de modo que no todos los momentos magnéticos de una muestra están alineados en la misma dirección y sentido. Algunos de ellos están opuestos y se anulan entre sí. Sin embargo estos momentos magnéticos no consiguen anular por completo la magnetización. Esto se debe a que algunos materiales cerámicos poseen átomos o iones con momentos magnéticos diferentes y cuando estos momentos magnéticos se alinean de forma anti paralela, se produce un momento magnético neto en una dirección. Este tipo de materiales se llaman ferritas. Estas ferritas tienen baja conductibilidad y son útiles para muchas aplicaciones eléctricas y magnéticas tales como transformadores de alta frecuencia.Las magnetizaciones de saturación de los materiales ferrimagnéticos no son tan altas como las de los ferromagnéticos.Por encima de la temperatura de Curie se pierde el ferrimagnetismo y el material pasa a ser paramagnético.La magnetita es un material ferrimagnético de las llamadas "ferritas" u "óxidos ferrimagnéticos"

5) Que es el vector de magnetización M

El vector magnetización M de un material es una magnitud vectorial definida como el momento dipolar magnético del material por unidad de volumen:

M=dmdV

Cuando se aplica a una muestra un campo magnético, si m es el momento dipolar magnético inducido por átomo o molécula y n el número de átomos o moléculas por unidad de volumen, la magnetización es:

M=nm

La corriente de magnetización efectiva por unidad de longitud, Imag sobre la superficie de un trozo de material magnetizado es igual a la componente del vector magnetización, M, paralela al plano tangente a la superficie del cuerpo, y tiene dirección perpendicular a M.

6) Que relación existen entre los vectores B, H y M

El vector H depende sólo de las corrientes libres, siendo su valor independiente de las corrientes de magnetización. La ley de Ampere para el vector H se escribe:

∮H ∙dl=I libreEn los materiales paramagnéticos el momento dipolar magnético permanente de los electrones desapareados tiende a alinearse con el campo magnético externo. En este caso los vectores M y B son paralelos y tienen el mismo sentido, siendo ahora Xm > 0. Los vectores M y B están relacionados por la ley de Curie:

M= CBμ0T

Válida mientras el material no se encuentre a baja temperatura T o sometido a un campo magnético B intenso.

7) Que es la susceptibilidad magnética Xm

Se denomina susceptibilidad magnética a una constante de proporcionalidad adimensional que indica el grado de sensibilidad a la magnetización de un material influenciado por un campo magnético. Un parámetro al que está directamente relacionado es al de la permeabilidad, la cual expresa la magnetización total por unidad de volumen.

La susceptibilidad magnética volumétrica, representada como Xv (en ocasiones solamente X o también escrito como Xm para distinguirla de la susceptibilidad eléctrica), está definida en el Sistema Internacional por la siguiente relación:

M=XVH

Donde:

M es la magnetización del material (o momento magnético por unidad de volumen), medido en amperes sobre metro;

H es la intensidad de campo magnético, también dado en amperes sobre metro.

De donde se desprende que Xv es una magnitud adimensional.

8) Que relación existe entre μr y Xm

La susceptibilidad magnética Xm´ que es la relación entre la magnetización yel campo aplicado, proporciona la amplificación producida por el material:

Tanto μr como Xm se refieren al grado en el cual el material aumenta el campo magnético y están, por lo tanto, relacionados por:

μr=1+Xm

2.1 ) Explique el funcionamiento del separador de minerales electrostático

La separación electrostática es aplicada como un proceso de concentración sólo a un pequeño número de minerales, sin embargo, donde ella se aplica, es altamente exitosa. Es frecuente combinarla con separación gravitacional y magnética para tratar minerales no sulfurados. La mayor aplicación de la separación electrostática ha sido en el procesamiento de arenas de playa y depósitos aluviales conteniendo minerales de titanio.