NO ME SALEN
   (APUNTES TEÓRICOS DE FÍSICA)
   MAGNETISMO
   

 

 

Electromagnetismo

El primero en darse cuenta de que la electricidad y el magnetismo estaban indisolublemente relacionados fue el físico danés Hans Christian Oersted (1777-1851), cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de una brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió. Inmediatamente Oersted sospechó que la electricidad y el magnetismo eran dos caras de la misma moneda. Hoy disfrutamos de un montón de artefactos electromecánicos que provienen de aquel sencillo descubrimiento: motores eléctricos, parlantes, audífonos, transformadores y muchos más. En la actualidad, se considera que la electricidad y el magnetismo son partes de lo mismo: el electromagnetismo.

 
Magnetismo - Ricardo Cabrera

Para conocer el sentido del campo magnético producido por una corriente de cargas positivas se hace útil la regla de la mano derecha:

cerrando el puño de la mano derecha, el pulgar indica el sentido de la corriente (positiva) y los dedos restantes el sentido del campo magnético envolvente.

Al invertir el sentido de la corriente se invierte el sentido del campo magnético. Al aumentar la corriente aumenta la intensidad del campo magnético.

La intensidad del campo alrededor de la línea de corriente no es uniforme: el campo es más intenso cuanto más cerca de la corriente se halle, y menos intenso cuanto más lejos.

   

Campo magnético producido por una corriente rectilínea
Si la línea de corriente es recta y suficientemente larga con respecto a la distancia en la que se desea medir el campo magnético, se puede predecir su valor con esta expresión:

B = 2 k' i / r

donde k' es una constante de proporcionalidad llamada constante de Biot-Savart (en honor a los físicos que estudiaron el fenómeno descubierto por Oersted) cuyo valor es:

k' = 10-7 Tm/A = 10-7 N/A²

De acá surge que las unidades para medir los campos magnéticos serán:

[B] = T = N/Am

 

A veces se prefiere utilizar una constante equivalente,

μ0

permeabilidad magnética del vacío

μ0 = 4πk'

es indistinto.

Campo magnético generado por una espira
Si una corriente eléctrica circula por una espira circular, el campo magnético producido dentro de la espira resulta del aporte sumado de cada segmento de la línea conductora. El cálculo integral permite resolver la cuestión.
   
Magnetismo - Ricardo Cabrera

En el centro de la espira la intensidad de campo magnético está dado por la siguiente expresión:

B = 2π k' i / r

o, lo que es lo mismo:

B = μ0 i / 2r

donde r es el radio de la espira. Se ve que aumenta en un factor π (3,14) respecto al campo creado a una distancia r por un conductor rectilíneo.

   

Para una bobina, o sea, un dispositivo de n espiras:

B = μ0 n i / 2r

   

CHISMES IMPORTANTES:

   
  • Uno de los regalos del electromagnetismo es la siguiente relación entre la permeabilidad magnética del vacío, μ0, la permitividad eléctrica de la Ley de Coulomb, ε0, y la velocidad de la luz, c:
  • μ0 . ε0 = 1 / c²

    La luz es un fenómeno ondulatorio electromagnético: una concatenación de campos eléctricos pulsantes que generan campos magnéticos pulsantes que generan campos eléctricos pulsantes que generan...

   
  • Si el campo magnético se genera o se establece en un material (no en el vacío) habrá que utilizar la constante de permeabilidad magnética absoluta, μ, que depende de cada material y que se obtiene multiplicando μ = μr . μ0, donde μr es la permeabilidad magnética relativa. Los materiales pueden clasificarse en:
    • ferromagnéticos, cuyo valor de permeabilidad magnética relativa es muy superior a 1;
    • paramagnéticos o no magnéticos, cuya permeabilidad relativa es aproximadamente 1 (se comportan como el vacío);
    • diamagnéticos, de permeabilidad magnética relativa inferior a 1.
   
     
PREGUNTAS CAPCIOSAS:   Magnetismo - Ricardo Cabrera
  • ¿Habrá alguna relación entre la constante de Coulomb y la constante de Biot-Savart, k y k'?
 
   
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Si dos imanes se rechazan entre sí hay que hacer un intento por reconciliarlos. Agradezco a Joan Nicolás Apruzzese por el envío de una errata. Última actualización ago-11. Buenos Aires, Argentina.