Magnetismo es un fenómeno físico

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El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes hasta que en 1820 Hans Christian Oersted, profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente que ejercía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética situada en ese entorno. A mediados del siglo XVIII existieron dos gigantes de la física, con mentalidades un tanto opuestas: Michael Faraday y James C. Maxwell. Intuitivo y experimental el primero, matemático y teórico el segundo.

El trabajo combinado de ambos dio como resultado la formulación completa de la teoría electromagnética, que une en una sola teoría las propiedades de las cargas eléctricas y de los imanes. Los trabajos de Faraday entre los innumerables experimentos que realizó, descubrió la electrólisis, cuya formulación está contenida en dos leyes que llevan su nombre; sin embargo, su descubrimiento más importante fue el de la inducción electromagnética, en el que observó que al mover un imán cerca de un alambre conductor inducía una corriente eléctrica. Este es el principio básico de los generadores y motores eléctricos usados hoy en día; antes, las únicas fuentes de corriente eléctrica eran las pilas o baterías que transforman la energía química en eléctrica. La mente intuitiva de Faraday no podía concebir la idea de que las fuerzas eléctrica, magnética y la de gravedad, actuaran a distancia a través de un espacio vacío; así que esta manifestación de fuerzas de acción a distancia fue sustituida por un algo distribuido continuamente alrededor del cuerpo que lo produce, a ese algo se le denominó campo de fuerza, y fue Faraday el creador de esa idea.

En 1905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la relatividad especial, en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo estaban fundamentalmente vinculadas.

Flujo magnético e inducción magnética

Antes de que se comprendiera la relación entre las interacciones magnéticas y las cargas en movimiento, las interacciones de los imanes permanentes y de las agujas de brújulas se describían en términos de polos magnéticos. Si un imán permanente con forma de barra, puede girar libremente, uno de sus extremos apunta hacia el norte. Este extremo se denomina polo norte; el otro extremo es un polo sur. La tierra misma es un imán. El polo norte geográfico está próximo a un polo sur magnético, y es por esta razón que el polo norte de una aguja apunta hacia el norte.

El concepto de polos magnéticos puede parecer similar al de carga eléctrica, y los polos norte y sur parecieran ser análogos a la carga positiva y negativa. Pero esta analogía puede ser engañosa. En tanto que existen cargas positivas y negativas, no hay indicios experimentales de que exista un polo magnético individual aislado; los polos siempre aparecen en pares.

Flujo magnético

La representación de la influencia magnética de un imán o de una corriente eléctrica en el espacio que les rodea mediante líneas de fuerza fue ideada por Faraday y Aplicada en la interpretación de la mayor parte de sus experimentos sobre Electromagnetismo.

Mediante este tipo de imágenes Faraday compensaba su escasa preparación Matemática, apoyándose así su enorme habilidad gráfica y su no inferior intuición Científica, La noción de flujo magnético recoge esa tradición iniciada por Faraday de Representar los campos mediante líneas de fuerza, pero añade, además, un significado Matemático.

Cuando se observa, con la ayuda de limaduras de hierro, el campo magnético creado Por un imán recto, se aprecia que, en los polos, las líneas de fuerza están más Próximas y que se separan al alejarse de ellos.[pic 1]

Dado que la intensidad del campo magnético B disminuye con la distancia a los polos, Parece razonable relacionar ambos hechos y establecer por convenio una Proporcionalidad directa entre la intensidad del campo B y la cantidad de líneas de Fuerza que atraviesen una superficie de referencia unidad.[pic 2]

El número de líneas de fuerza del campo B que atraviesa una superficie unidad Depende de cómo esté orientada tal superficie con respectó a la dirección de aquéllas.

Se define el flujo del campo magnético B a través de una superficie, y se representa Por la letra griega Φ, como el número total de líneas de fuerza que atraviesan tal Superficie.

Inducción magnética

Si se coloca una barra de hierro desimanada dentro del solenoide, se obtiene que el campo magnético exterior al solenoide es mayor con la barra imantada dentro Del solenoide.

El aumento del campo magnético fuera del Solenoide se debe a la suma del campo generado por el solenoide y el campo Magnético externo a la barra imantada. El nuevo campo magnético resultante se Denomina inducción magnética ó densidad del flujo ó simplemente inducción y se Denota por B.

La inducción B es la suma del campo aplicado H y el campo externo proveniente de la imantación de la barra dentro del solenoide. El momento magnético inducido Por unidad de volumen debido a la barra se denomina intensidad de imantación o Simplemente imantación y se denomina por M.

Leyes fundamentales del magnetismo

Podemos resumir que las leyes principales del magnetismo son una deducción de muchos años de estudio, experimentos y colaboración entre estos grandes físicos y matemáticos. Entre estas podemos mencionar:

- Ley Coulomb.

- Ley Lorentz.

- Ley de Biot y Savat

- Ley de Faraday o de inducción electromagnética

- Ley de Lenz

- Ley de Ampere

- Ley de Gauss

- Ecuaciones de maxwell

Ley de Coulomb

[pic 3]

Ley de Coulomb expresando los signos de cargas de diferente signo, y de carga del mismo signo.

La ley de Coulomb puede expresarse como:

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

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