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Fuerzas magnéticas.

Fuerzas magnéticas.

Los fenómenos magnéticos eran conocidos desde la Antigüedad, aunque su conexión con la electricidad no empezó a intuirse hasta bien entrado el siglo XVIII. Para el nacimiento del electromagnetismo como uno de los pilares de la ciencia moderna resultaron fundamentales las experiencias desarrolladas por el físico danés Hans Christian Oersted (1777-1851).

Propiedades magnéticas

Ya en la antigua Grecia se conocían los imanes naturales, sustancias que, como la magnetita, son capaces de atraer a otros metales, sobre todo al hierro.

También se había constatado el fenómeno de la imantación, por el cual algunos cuerpos adquieren propiedades características de los imanes cuando se ponen en contacto con ellos.

Los imanes artificiales así creados pueden quedar imantados de forma temporal o permanente. El fenómeno de la imantación se denomina ferromagnetismo y las sustancias que lo experimentan, ferromagnéticas. Ejemplos de ellas son el hierro, el níquel y el cobalto.

Interacción magnética

El fenómeno del ferromagnetismo constituye un caso particular de interacción magnética. Entre dos imanes distintos se establecen fuerzas de repulsión o atracción que dependen de las posiciones relativas entre los imanes.

Este comportamiento se explica por la existencia en los imanes de dos zonas de características opuestas, llamadas polo norte y polo sur, tales que, entre dos imanes:

  • los polos del mismo tipo se repelen,
  • los polos de distinto tipo se atraen.

Los polos magnéticos del mismo tipo se repelen y los de distinto tipo se atraen.

La fuerza de atracción o repulsión es inversamente proporcional a la distancia que existe entre los polos, lo que revela una analogía con la ley de Coulomb de la electrostática (ver t30).

Las líneas de campo magnético

Las interacciones magnéticas se pueden explicar como el resultado de la presencia de un campo de naturaleza vectorial, llamado campo magnético, comparable al eléctrico o al gravitatorio.

El campo magnético se expresa visualmente mediante líneas de fuerza que, en los imanes, parten del polo norte y desembocan en el polo sur. Por tanto, las líneas de un campo magnético son siempre cerradas, dado que todo imán se comporta como un dipolo magnético.

Líneas de fuerza del campo magnético. Estas líneas nacen siempre en el polo norte magnético y se sumergen en el polo sur del imán. En la imagen se muestra también una brújula, que se orienta según la dirección del campo.

Experimento de Oersted

El campo magnético también aparece asociado a las cargas eléctricas en movimiento. Al situar la aguja imantada de una brújula en las proximidades del hilo conductor de un circuito eléctrico por el que fluye corriente, la brújula abandona su posición norte sur para reorientarse en una dirección perpendicular al hilo.

Esta sencilla experiencia, realizada por el danés Oersted en 1819, ofreció la primera prueba de la relación entre la electricidad y el magnetismo.

De su interpretación se deduce que las cargas eléctricas en movimiento generan en el espacio circundante un campo eléctrico y otro magnético de dirección perpendicular al anterior.

Experimento de Oersted. Al acercar la brújula al hilo conductor por el que circula corriente, la aguja imantada se orienta en dirección perpendicular al hilo.

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