¿QUÉ ES UN CAMPO MAGNETICO?

CAMPO MAGNETICO

HISTORIA

Si bien algunos materiales magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción que la magnetita ejerce sobre el hierro, no fue sino hasta el siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó plasmada, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo.

Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambió con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted. En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes. Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por una corriente eléctrica y también llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de brújula montada sobre una peana de madera.

Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja de la brújula. Se calló y finalizó las demostraciones, pero en los meses sucesivos trabajó duro intentando explicarse el nuevo fenómeno. Pero no pudo! La aguja no era ni atraída ni repelida por la corriente. En vez de eso tendía a quedarse en ángulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la relación intrínseca entre el campo magnético y el campo eléctrico plasmada en las ecuaciones de Maxwell.

¿QUÉ ES UN CAMPO MAGNETICO?

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.

Los campos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las fuentes de campos magnéticos son esencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos. 

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 se denomina con la letra B y en el Sistema Internacional de Unidades se mide en tesla. Un tesla es el valor de un campo magnético que provoca una fuerza de un newton sobre una carga de un coulomb que se mueve perpendicularmente a éste, a una velocidad de 1 m/s.

La unidad SI para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB, que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético más pequeña. 

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FÓRMULAS DE CAMPO MAGNÉTICO

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SIMBOLOS

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EJERCICIOS PROPUESTOS

Problema n° 1) 

El filamento de una lámpara incandescente es perpendicular a un campo magnético de densidad de flujo 0,3 Wb/m². Calcule la fuerza lateral que experimenta una porción de filamento de 4 cm de longitud cuando la corriente que pasa por él es de 0,5 A.

Datos

B = 0,3 Wb/m² = 0,3 N/m.A

L = 4 cm = 0,04 m

i = 0,5 A

Solución

B = F/i.l

F = B.i.l

F = 0,3 (N/m.A).0,04 m.0,5 A

F = 0,006 N

Problema n° 2)

Un alambre que pesa 0,25 kg/m conectado con conductores flexibles, se encuentra en un campo magnético de densidad de flujo 2 Wb/m². Calcule la corriente necesaria para que el alambre quede sin peso y cómo debe ir dirigida esa corriente.

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