El Campo Magnético

Se ignora la fecha en la que el hombre toma conciencia de la existencia del magnetismo. No obstante, se sabe qué hace 2500 años; en lo que hoy es parte de Turquía, se utilizaban fragmentos de hierro magnetizado. Conocido ahora como imanes permanentes. También se tiene registro que hace unos 2000 años los griegos utilizaban trozos de un mineral, lo que se conoce ahora como magnetita; para atraer piezas de hierro; existe también referencia escrita del uso de imanes para la navegación desde el siglo XII.

Pierre Maricourt descubre en 1269 que al colocar libremente una aguja sobre un imán natural esférico, se orienta a lo largo de líneas que, rodeando el imán, pasan por puntos situados en extremos opuestos; a estos puntos se los llamaron polos del imán. Más tarde se descubriría que, cualquiera fuera la forma del imán, poseía dos polos: norte y sur. En ellos la fuerza ejercida por el imán tiene su mayor intensidad; también se observó que los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen mutuamente.

William Gilbert, aproximadamente en 1600, descubre que la Tierra es un imán natural con polos magnéticos próximos a los polos geográficos norte - sur. El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo norte geográfico, lo que se llama polo magnético norte es realmente un polo sur.

Ilustración de líneas de campo magnético.

John Michell, un siglo y medio después que Gilbert, realiza estudios más detallados y minuciosos, encontrando que la atracción y repulsión de los polos magnéticos es similar a la atracción y repulsión de cargas eléctricas descriptas con la Ley de Gauss. Con la particularidad que las cargas magnéticas (polos) se presentan de a pares. Es decir que si se corta por la mitad un imán se obtendrá dos imanes.

Ilustracion del campo magnético terrestre.

Las líneas del campo magnético pueden observarse experimentalmente colocando un imán en las cercanías de limadura de hierro. Los pequeños trozos de hierro se orientan en la dirección del campo magnético presente.

Existe una íntima relación ente la electricidad y el magnetismo. Oersted descubre a principios del siglo XIX que la corriente eléctrica influía en la orientación de las brújulas. Esto se debe que una corriente circulando un conductor induce un campo magnético fuera del conductor.

Se aprecia en el esquema la inducción del campo magnético (celeste) alrededor del conductor.

Ampere propone un marco teórico que se utiliza hasta la actualidad, que es la base del magnetismo; la fuente del magnetismo no es la carga magnética, sino la corriente eléctrica. Propuso que el magnetismo en un metal es producto al alineamiento de espiras de corriente dentro del metal. Se sabe actualmente que las espiras de corriente resultan de los movimientos parciales de los electrones dentro del átomo y parcialmente del espín electrónico.

Los experimentos de Faraday y Henry demostraron en 1830 que la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico. Años después Maxwell desarrolla una teoría completa de la electricidad y el magnetismo, según la cual un campo eléctrico variable produce un campo magnético.

Una partícula cargada, con carga q que se mueve a una determinada velocidad dentro de un campo magnético es sometida a una fuerza que tiene la expresión siguiente:

La expresión al combinar la fuerza magnética y la fuerza eléctrica es: