Electricidad y magnetismo
Durante muchos años las investigaciones de los fenómenos eléctricos y los magnéticos siguieron caminos diferentes hasta que en el siglo XIX un experimento cambió las cosas.
El efecto magnético[1] de la corriente eléctrica lo descubrió, en 1820, el físico y químico Hans Christian Oersted[2], al parecer casualmente, mientras realizaba algunas experiencias durante una conferencia. Hasta ese momento se creía que los fenómenos eléctricos y los magnéticos no tenían nada que ver, se pensaba que eran de diferente naturaleza.
La unificación de los fenómenos eléctricos y magnéticos en el siglo XIX fue uno de los sucesos más significativos en la historia de la Física y del desarrollo de la ciencia en general; era una demostración más de la unidad del mundo, de las estrechas relaciones entre los fenómenos naturales.
Ese fue el comienzo del electromagnetismo[3] y el camino transitado hasta nuestros días por los científicos en esta rama de la Física ha posibilitado en gran medida el desarrollo científico y tecnológico que disfrutamos en la sociedad moderna.
Estudio de caso : Experimento de Oersted
Analiza la imagen y reflexiona en la causa de que la aguja magnética se desviara de la posición inicial.
Ten en cuenta que accionando la lupita que aparece al poner el cursor sobre la imagen la podrás observar de mayo tamaño.
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El experimento de Oersted demuestra que cuando circula corriente eléctrica por el conductor la aguja magnética pierde su orientación según el campo magnético terrestre y se orienta en el campo magnético de la corriente eléctrica. En otras palabras, en los alrededores de un conductor por el que circula corriente eléctrica existe un campo magnético y la aguja magnética interactúa con este campo magnético orientándose en él.
Una serie de dispositivos, de gran interés práctico, basan su funcionamiento en la estrecha relación que existe entre electricidad y magnetismo. Son abundantes en la vida cotidiana los receptores y dispositivos de control en los circuitos eléctricos, o partes de estos, que trabajan por el efecto magnético de la corriente eléctrica, entre ellos los motores, los relés, las bocinas o altavoces, las cintas y disquetes de grabación.
Características del campo magnético en conductores: rectos, espiras y solenoides
En la vida cotidiana existen conductores eléctricos de las más disímiles formas geométricas.
Según la forma geométrica del conductor por el que circula corriente eléctrica, serán las características del campo magnético de estas corrientes. Así, los campos magnéticos de la corriente que circula en los conductores rectos, en espiras[4] y en solenoides [5] o bobinas, son diferentes.
Recto | Espira | Solenoide |
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Representación esquemática de las líneas del campo magnético | ||
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Las líneas del campo magnético se dibujan como circunferencias concéntricas alrededor del conductor. Su sentido depende del sentido de la corriente eléctrica. Al invertir el sentido de la corriente, también se invierten el sentido de las líneas del campo magnético que rodea al conductor con corriente. | Las líneas del campo magnético se dibujan de forma que se cierran en torno a cada porción de la espira. El campo magnético se comporta como si tuviera un polo norte en una de sus caras y el polo sur en la otra. Al invertir el sentido de la corriente, también se invierten dichos polos, el que era norte pasa a ser sur y viceversa. | El campo magnético del solenoide se comporta como el de un imán recto, con un polo norte y uno sur en sus extremos. Al invertir el sentido de la corriente, también se invierten dichos polos. En el interior del solenoide cada una de las espiras aporta al campo magnético del solenoide, lo que hace que se refuerce. El campo magnético en el interior del solenoide es uniforme y se representa por líneas prácticamente paralelas entre sí. |
Cuando a una bobina se le introduce un núcleo de material ferromagnético se dice que es un electroimán. Los materiales ferromagnéticos posibilitan intensificar el campo de la bobina miles de veces.
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La acción magnética de la bobina se incrementa al:
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: Aplicación práctica
El efecto magnético de la corriente eléctrica tiene una gran aplicación práctica: el relé electromagnético, motor eléctrico de corriente directa, bocina electrodinámica, grabación magnética, son solo algunas de estas aplicaciones.
Materiales magnéticos y estructura interna
No todas las sustancias y materiales se comportan de la misma forma en el interior de un campo magnético.
¿Cómo se explica la magnetización que se produce en los materiales ferromagnéticos al ser sometidos a intensos campos magnéticos?
Los átomos que conforman a los materiales magnéticos constituyen “diminutos imanes” acoplados y alineados entre sí y forman microscópicas regiones denominadas dominios. En un material no magnetizado dichas porciones están orientadas al azar y por eso el material no presenta magnetismo. |
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Si el material se coloca en un campo magnético, en unos dominios la orientación de los “imanes atómicos” no coincidirá con los del campo y en otros sí. |
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Mientras mayor sea el número de dominios orientados en la misma dirección mayor será las propiedades magnéticas del material. |
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