Campo Magnetico

Introducción

El magnetismo es un fenómeno conocido por la humanidad desde tiempos remotos.

El origen del término “magnetismo” se debe al descubrimiento, realizado por los griegos hace más de 2000 años, de un mineral (en una región del Asia Menor llamada Magnesia) capaz de atraer al hierro. Ese mineral se denomina hoy en día “magnetita”.

Ya alrededor del año 1000, los chinos habían descubierto que, si disponían un trozo alargado de magnetita sobre algo que flotase en el agua y pudiera moverse libremente, siempre se alineaba en la misma dirección (Norte-Sur). A este mineral posteriormente se le llamó “imán natural”.

Durante muchos siglos, los fenómenos magnéticos no tuvieron demasiado interés para los científicos. Pero el estudio del magnetismo cobró un tremendo impulso tras los descubrimientos que relacionaron el magnetismo con la corriente eléctrica.

Campo magnético

Se trata de un campo que ejerce fuerzas (denominadas magnéticas) sobre los materiales. Al igual que el campo eléctrico también es un campo vectorial, pero que no produce ningún efecto sobre cargas en reposo (como sí lo hace el campo eléctrico en dónde las acelera a través de la fuerza eléctrica). Sin embargo el campo magnético tiene influencia sobre cargas eléctricas en movimiento.

Si una carga en movimiento atraviesa un campo magnético, la misma sufre la acción de una fuerza (denominada fuerza magnética). Esta fuerza no modifica el módulo de la velocidad pero sí la trayectoria (ver fuerza magnética). Sobre un conductor por el cual circula electricidad y que se encuentra en un campo también aparece una fuerza magnética.

El campo magnético está presente en los imanes. Por otro lado, una corriente eléctrica también genera un campo magnético.

El campo magnético se denomina con la letra B y se mide en Tesla.

Imanes

Los materiales que tienen un campo magnético más notable que la mayoría se denominan imanes. Un imán puede ser natural o formado magnetizando un material con propiedades magnéticas como lo es el hierro. Un material (cuyas propiedades lo permitan) se magnetiza acercándolo a un campo magnético (por ejemplo a otro imán). Los imanes tienen dos polos llamados Norte y Sur. Si se divide un imán, éste vuelve a tener nuevamente dos polos.

Propiedades de los imanes:

• Atraer sustancias magnéticas: Un imán tiene la capacidad de atraer sustancias magnéticas, como acero y hierro. La capacidad máxima de atracción de un imán se concentra en sus dos extremos, que son conocidos como polos de un imán. Esta propiedad de un imán se visualiza mejor al dejar caer un imán en un cuenco lleno de limaduras de hierro. Te darás cuenta que las limaduras se fijan ellas mismas en todo el imán. Sin embargo, también te darás cuenta que las limaduras de hierro están fijados a los dos extremos del imán. Cuando los imanes atraen sustancias magnéticas, incluso pueden inducir magnetismo en ellos. Aunque este magnetismo es temporal.

• Los imanes tienen dos polos, llamados norte y sur. Los polos de distinto nombre se atraen y los del mismo nombre se repelen.

• Si se rompe un imán, cada trozo vuelve a ser otro imán con dos polos. Pero ahora, el imán será más débil.

Campo magnético alrededor de imanes.

En el espacio que rodea a un imán existe un campo magnético, que es originado por el movimiento de los electrones alrededor de los núcleos de los átomos y por un movimiento rotatorio de los electrones sobre sí mismos que recibe el nombre de spin.

Campo magnético alrededor de una corriente rectilínea.

Una corriente rectilínea crea a su alrededor un campo magnético cuya intensidad se incrementa al aumentar la intensidad de la corriente eléctrica y disminuye al aumentar la distancia con respecto al conductor.

Cuando eso ocurre, las cargas eléctricas o electrones que se encuentran en movimiento en esos momentos, originan la aparición de un campo magnético tal a su alrededor, que puede desviar la aguja de una brújula.

Efecto magnético de una corriente eléctrica sobre una aguja imantada. Efecto Oersted.

Hans Oersted estaba preparando su clase de física en la Universidad de Copenhague, una tarde del mes de abril, cuando al mover una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica notó que la aguja se reflectaba hasta quedar en una posición perpendicular a la dirección del cable. Más tarde repitió el experimento una gran cantidad de veces, confirmando el fenómeno. Por primera vez se había hallado una conexión entre la electricidad y el magnetismo, en un accidente que puede considerarse como el nacimiento del electromagnetismo.

Del experimento de Oersted se deduce que;

• Una carga en movimiento crea un campo magnético en el espacio que lo rodea.

• Una corriente eléctrica que circula por un conductor genera a su alrededor un campo magnético cuya intensidad depende de la intensidad de la corriente eléctrica y de la distancia del conductor.

Diferencia entre un campo eléctrico y campo magnético.

• La fuerza eléctrica siempre está en la dirección del campo eléctrico, mientras que la fuerza magnética es perpendicular al campo magnético.

• La fuerza eléctrica actúa sobre una partícula cargada independientemente de la velocidad de la partícula, mientras que la fuerza magnética actúa solo cuando la partícula cargada se encuentra en movimiento.

• La fuerza eléctrica realiza trabajo al desplazar una partícula cargada, mientras que la fuerza magnética asociada a un campo magnético estacionario no realiza trabajo cuando una partícula se desplaza.

• Cuando una carga se mueve con una velocidad v, el campo magnético aplicado solo puede alterar la dirección del vector velocidad, pero no puede cambiar la rapidez de la partícula.

Vector Inducción.

Se puede definir el vector

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