Magnetismo

Cuando se menciona el magnetismo, tendemos a pensar en una atracción, pues se sabe que es posible levantar algunos objetos con un imán, de tal forma que, es menos probable que alguien piense en la repulsión. Sin embargo, existen fuerzas magnéticas de repulsión, y son tan útiles como las de atracción.

El magnetismo se asocia con la electricidad, porque los físicos descubrieron que en realidad ambas cosas son en realidad distintos aspectos de una sola fuerza: la fuerza electromagnética. El electromagnetismo se aplica en motores, generadores, radios y muchas otras aplicaciones comunes.

Imanes, polos magnéticos y dirección del campo magnético

Una de las propiedades de una barra de imán común es que tiene dos “centros” de fuerza, llamados polos. Para evitar confusiones con la notación de la carga eléctrica, a estos polos se les llama norte (N) y sur (S). El polo norte de un imán de brújula se definió históricamente como el extremo que da hacia el norte, que es el que apunta hacia el norte de la Tierra. El otro extremo se le llamó polo sur.

Cada polo de un imán recto es atraído hacia el polo opuesto del otro, y es repelido por el mismo polo del otro. Tenemos así la ley de fuerza entre polos, o ley de los polos: Los polos magnéticos iguales se repelen, y los polos magnéticos diferentes se atraen.

Dos polos magnéticos opuestos, como los de un imán recto, forman un dipolo magnético. Se podría pensar que al romper un imán recto a la mitad daría por resultado dos polos aislados. Sin embargo, los trozos resultantes del imán siempre se convierten en dos imanes más cortos, cada uno con su propio conjunto de polos norte y sur.

La fuente real del magnetismo es la carga es la carga eléctrica, al igual que sucede con el campo eléctrico. Sin embargo, los campos magnéticos se producen sólo cuando las cargas eléctricas están en movimiento, como las corrientes eléctricas en circuitos y los electrones que giran en los átomos.

Dirección del campo magnético

El campo eléctrico (vector) se define como la fuerza por unidad de carga en cualquier punto en el espacio, E ⃗ = F ⃗e/qo.

Como el campo magnético es un campo vectorial, se debe especificar tanto la magnitud como la dirección. La dirección de un campo magnético se define en términos de una brújula calibrada con la dirección del campo magnético terrestre: La dirección de un campo magnético en cualquier lugar es la dirección hacia donde apuntaría el norte de una brújula si esta se colocara en ese lugar.

Esta definición ofrece un método para trazar un mapa de un campo magnético, moviendo una pequeña brújula en diversos puntos del campo. La trayectoria de la aguja describe una línea de fuerza magnética. Las reglas que gobiernan la interpretación de las líneas de campo magnético son iguales que las que se aplican a las líneas de campo eléctrico.

Las limaduras de hierro en las regiones polares indican que las líneas de campo están muy próximas y, en consecuencia, hay un campo magnético relativamente intenso o fuerte. En campo a la dirección del campo, el campo apunta directamente hacia abajo.

Intensidad del campo magnético y fuerza magnética

Los experimentos indican que una cantidad importante para determinar la fuerza magnética sobre una partícula es su carga eléctrica. El estudio de estas interacciones se llama electromagnetismo. Un campo eléctrico puede ejercer una fuerza sobre una partícula eléctricamente cargada en movimiento.

La magnitud de esta fuerza es directamente proporcional a la carga y a su rapidez. Cuando la velocidad de la partícula (v ⃗) es perpendicular al campo magnético (B ⃗), la magnitud del campo o la intensidad del campo B se define como:

B=F/qv

Unidad SI del campo magnético:

newton por ampere-metro [N/(A∙m), o tesla (T)]

Físicamente, B representa la fuerza magnética ejercida sobre una de las partículas cargada, por unidad de carga (coulomb) y por unidad de velocidad (m/s). A partir de esta relación, las unidades de B son N/(C∙m/s) o N/(A∙m), ya que 1A = 1C/s. A esta combinación de unidades se les llama tesla (T), en honor a Nikola Tesla.

Una vez determinada la intensidad del campo magnético, es posible calcular la

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