En este artículo, aprenderemos cómo un corriente eléctrico puede generar un campo magnético, un fenómeno descubierto por los científicos Jean Baptiste Biot y Félix Savart en 1820. Esto es fundamental para comprender el funcionamiento de muchas aplicaciones tecnológicas como los electroimanes, los motores eléctricos y los generadores.
Ley de Biot y Savart
La relación entre el campo magnético creado por una corriente eléctrica y la intensidad del corriente fue establecida por Biot y Savart. Su ley afirma que:
- La inducción del campo magnético es directamente proporcional a la intensidad del corriente.
- Es inversamente proporcional a la distancia del punto al corriente.
- Depende del medio en el que se encuentra el campo.
Esta ley nos ayuda a calcular la fuerza del campo magnético en cualquier punto en función de las características del corriente.
El Campo Magnético Creado por un Conductor Rectilíneo
Un fenómeno importante fue observado por Hans Christian Oersted en 1820. Oersted descubrió que cuando un corriente eléctrico circula a través de un conductor rectilíneo, se genera un campo magnético que desvía la aguja de una brújula cercana, colocándola perpendicular al conductor.
El campo magnético creado alrededor de un conductor rectilíneo está formado por líneas de fuerza circulares, que se distribuyen en un plano perpendicular al conductor. Según la regla de Maxwell, el sentido de las líneas de fuerza sigue el movimiento de un tornillo que avanza en la misma dirección que el corriente.
Campo Magnético Creado por un Conductor Circular o Espira
Si el conductor toma la forma de un anillo o espira, el campo magnético creado tiene características diferentes. En este caso, todas las líneas de fuerza atraviesan perpendicularmente la superficie del anillo, formando un campo magnético más organizado. Este tipo de campo se comporta como un imán, con un polo norte en un extremo y un polo sur en el otro.
Para determinar el sentido del campo magnético, se puede aplicar nuevamente la regla de Maxwell o la regla de la mano derecha. Esta regla consiste en envolver los dedos de la mano derecha en la dirección del corriente, de manera que el pulgar indique el sentido del campo magnético.
Campo Magnético Creado por un Solenoide o Bobina
Un solenoide es un conductor enrollado en forma de espiral o hélice. No importa si la sección del solenoide es circular, lo importante es que las espiras estén muy juntas. Los solenoides son utilizados para generar campos magnéticos intensos y relativamente uniformes en un área pequeña.
El campo magnético generado por un solenoide es la suma de los campos creados por cada espira, y su distribución es similar a la de un imán recto. Un extremo del solenoide se convierte en el polo norte y el otro en el polo sur. Al igual que con los conductores rectilíneos y las espiras, el sentido del campo se puede determinar mediante la regla de Maxwell.
Permeabilidad Magnética
La permeabilidad magnética es una propiedad de los materiales que indica cuán fácilmente pueden ser magnetizados. Los materiales con alta permeabilidad magnética, como el hierro, son capaces de generar campos magnéticos más fuertes. Por esta razón, los solenoides se suelen utilizar con materiales ferromagnéticos en su interior para aumentar la intensidad del campo magnético.
Conclusión
El descubrimiento de que un corriente eléctrico puede generar un campo magnético es crucial para entender el funcionamiento de muchos dispositivos electrónicos. A través de los conductores rectilíneos, las espiras y los solenoides, podemos crear campos magnéticos controlados y utilizarlos en tecnologías como motores, electroimanes y transformadores. ¡El estudio de estos campos es una parte esencial de la física electromagnética!
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