Los efectos magnéticos de la corriente eléctrica

Efecto magnético de la corriente eléctrica

Desde la antigüedad sabemos que algunos ✅ minerales metálicos son capaces de atraer a otros metales. Este【 EFECTO MAGNÉTICO 】, es particularmente evidente, con el hierro y el acero. Los conocemos como imanes (en griego imán significa “piedra amante”).

Comportamiento de los imanes


El efecto magnético no es igual en todas las zonas del imán. Observe en la segunda imagen como el polvo de hierro se distribuye en las llamadas “líneas de fuerza” del imán y alrededor de sus extremos. Los que comunmente son conocidos como polos (norte y sur).

Los polos tienen un comportamiento particular: dos imanes se atraen si los acercamos por sus polos opuestos y se repelen si los acercamos por polos idénticos.

Nos queda ahora por comprender por qué los polos se denominan Norte y Sur y no, por ejemplo, positivo y negativo como en las cargas eléctricas.

Comportamiento de los imanes
Comportamiento de los imanes

El efecto magnético terrestre

La Tierra se porta como un imán gigante, con sus polos próximos a los polos geográficos, aunque no coincidente.

En la figura vemos ese imán planetario con sus líneas de fuerza. Las brújulas -imanes ligeros sujetos sólo por su punto central-, se adaptan a esas líneas de forma que uno de sus extremos apunta al Norte y otro al Sur, lo mismo que haría cualquier imán con libertad de movimiento.

¿Polo norte y polo sur?

Efecto magnético de La Tierra
Efecto magnético de La Tierra

Llamamos polo norte de un imán al que señalaría el Norte de la Tierra. Llamamos polo sur al que apuntaría hacia el Sur.

Como los imanes se atraen por sus polos opuestos, deducimos que cerca del Norte de la Tierra se encuentra su polo magnético sur y viceversa. En el centro de la figura, en azul, vemos representado el imán terrestre.

Hay que hacer notar que el magnetismo terrestre no es constante, en periodos irregulares de cientos de miles de años la polaridad se invierte.

Por simplificación, en la figura se muestran los polos magnéticos y polos geográficos como coincidentes.

En realidad puede haber distancias de cientos de kilómetros entre ellos. La atracción hacia los polos magnéticos de partículas de la alta atmósfera es responsable de las llamadas “auroras boreales”.

Experiencia de Ørsted

El físico y químico danés Ørsted trataba de demostrar la existencia de una relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos.

Lo consiguió con el experimento que se describe en la siguiente imagen.

Experimento de Ørsted
Experimento de Ørsted

Por el circuito de la figura no pasa corriente. La brújula se mantiene con sus polos orientados hacia el norte y sur magnéticos.

Experimento de Ørsted con la bobina conectada a la corriente eléctrica

Al conectar la corriente, la bobina se porta como un imán. La brújula es atraída por las líneas de fuerza del imán y se mueve, de forma que su dirección final es perpendicular a la cara de la bobina.

Las corrientes eléctricas causan campos magnéticos

Este descubrimiento, completado por los experimentos de Faraday y los desarrollos teóricos de Ampere y Maxwell, daría pie a que hoy hablemos de electromagnetismo, en lugar de electricidad y magnetismo por separado.

Si son las corrientes eléctricas las que causan los campos magnéticos, ¿cómo podemos explicar el magnetismo de los imanes?

En un metal normal hay electrones libres moviéndose al azar como vemos en la escena. Observemos que los electrones se mueven en cualquier dirección, sin preferencias. Los electrones vienen representados por puntos rojos y la dirección de sus movimientos por trazas grises.

Electrones en un metal sin efecto magnético
Electrones en un metal sin efecto magnético

En este caso, los campos magnéticos que puedan generar unos electrones se contrarrestan con los creados por otros. El metal no presenta magnetismo apreciable.

Efecto magnético en un imán

En la siguiente imagen observamos la cara norte de un imán. Vemos que esos mismos electrones ya no se mueven al azar. En este caso, giran en pequeños círculos como si estuvieran circulando por una bobina.

De hecho, el interior del imán se porta como si estuviera formado por miles de bobinas perfectamente alineadas de forma que sus campos se suman, produciendo lo que llamamos imán natural.

Cuando un trozo de hierro normal se acerca a un imán, sus electrones libres se orientan con el campo magnético. El objeto se con vierte en un imán temporal.

Por eso es posible atraer clavos hacia un imán de forma que formen una cadena. Cada uno atrae al siguiente.

Efecto magnético en un metal
Efecto magnético en un metal

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