Magnetismo

Interaccion magnetica

Hablamos de interacción magnética para describir los fenómenos magnéticos, las

atracciones o repulsiones que se producen entre cuerpos como los imanes. Las

interacciones entre imanes son los fenómenos de este tipo conocidos de más antiguo.

Materiales tales como el mineral magnetita o el hierro presentan propiedades magnéticas

cuando están imantados.

Cada imán tiene dos polos, que se conocen como polo norte y polo sur. Polos

iguales se repelen mientras que polos diferentes se atraen. Sin embargo, a diferencia

de lo que ocurre con las cargas eléctricas, nunca se han podido separar los dos polos

magnéticos, de manera que si se rompe un imán lo que tenemos son dos imanes, cada

uno de ellos con un polo norte y un polo sur.

El campo magnético

De manera análoga a como se hizo con los campos eléctrico y gravitatorio, se

define el campo magnético como aquella región del espacio en la que se ponen de manifiesto

los efectos magnéticos. Los campos magnéticos se representan convencionalmente

por líneas de fuerza que salen del polo norte y entran por el sur. Son líneas cerradas, sin

principio ni fin.

"La interacción entre polos magnéticos del mismo nombre es repulsiva y la

interacción entre polos de distinto nombre es atractiva

Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica

Una corriente eléctrica es un conjunto de cargas en movimiento. Conocida ya la fuerza que el campo B ejerce sobre una única carga, calculamos ahora la fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente.

Fuerza sobre un conductor rectilíneo

Imaginemos un conductor rectilíneo de sección A por el que circula una corriente eléctrica I. La fuerza a la que se ve sometido cuando se encuentra en un campo B uniforme será la suma de la fuerza sobre todas las cargas.

Si n es el número de cargas q por unidad de volumen, y vd la velocidad de desplazamiento de las mismas, el número de cargas en un elemento de volumen de longitud l es:

por lo que la fuerza total se calculará multiplicando el número de cargas por la fuerza ejercida sobre cada una de ellas:

Definimos el vector l como un vector de módulo la longitud del conductor y dirección y sentido el que indica la intensidad de corriente. Recordando la expresión de la intensidad I podemos escribir la fuerza como:

Por las propiedades del producto vectorial se deduce que:

.

Cuando el campo B es paralelo al conductor, la fuerza magnética ejercida sobre el conductor es nula.

En el caso de que el conductor no sea rectilíneo, o el campo magnético no se constante, se ha de calcular la fuerza sobre un elemento de corriente dl

Las componentes de dicha fuerza dFx y dFy

Se ha de comprobar si hay simetría de modo que alguna de las componentes sea nula

Finalmente, se calculará por integración las componentes de la fuerza total F

Fuerza magnética entre dos conductores paralelos

Como una corriente en un conductor crea su propio campo magnético, es fácil entender que los conductores que lleven corriente ejercerán fuerzas magnéticas uno sobre el otro. Como se vera, dichas fuerzas pueden ser utilizadas como base para la definición del ampére y del Coulomb. Considérese dos alambres largos, rectos y paralelos separados a una distancia a que llevan corrientes I¹ e I² en la misma dirección, como se muestra. Se puede determinar facilmente la fuerza sobre uno de los alambres debida al campo magnético producido por el otro alambre. El alambre 2, el cual lleva una

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