campo magnetico

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EL CAMPO MAGNETICO
Roberto Oscar Pautasso
El magnetismo natural
Desde la antig¨edad se conoce la magnetita, un miu
neral natural que atrae al hierro (pero no a otros metales). Dos trozos de magnetita interact´an mediante
u
una fuerza que es alternativamente atractiva o repulsiva dependiendo de la orientaci´n relativa entre ellos.
o
La magnetita, tallada en forma de aguja ysuspendida
horizontalmente de su punto medio, constituye la versi´n primitiva de la br´jula: uno de los extremos de la
o
u
aguja apunta siempre al polo norte geogr´fico, raz´n
a
o
por la cual se lo llama polo norte de la aguja, mientras
que su otro extremo (polo sur) apunta siempre al sur
geogr´fico. La causa de ´ste comportamiento est´ en
a
e
a
que la propia Tierra act´a como si fuera un im´nnau
a
tural de proporciones enormes.
La br´jula es la sonda natural para detectar el magu
netismo. Se comprueba experimentalmente que en las
inmediaciones de un hilo conductor recorrido por una
corriente continua, la br´jula se orienta tangencialu
mente a las circunferencias conc´ntricas con el hilo.
e
M´s generalmente, se comprueba que toda corriente
a
el´ctrica genera efectosmagn´ticos sobre las agujas
e
e
magn´ticas.
e

Fuentes del campo magn´tico
e
Al dividir transversalmente una aguja magn´tica en
e
dos mitades, se verifica que cada una de ellas se comporta como una nueva aguja magn´tica con sus dos
e
polos. Tambi´n se comprueba f´cilmente que dos poe
a
los del mismo tipo se rechazan, mientras que los del
tipo opuesto se atraen. Entonces vale para los polosmagn´ticos una regla semejante a la que rige entre care
gas el´ctricas. Pero hasta donde sabemos no es posible
e
aislar un polo magn´tico y entonces debemos renune
ciar a describir la fuerza magn´tica mediante el auxilio
e
de cargas magn´ticas. Resumiendo: no hay monopolos
e
magn´ticos.
e
Con el tiempo se lleg´ a admitir que la unica fuente
o
´
del magnetismo son las cargas enmovimiento. A´n el
u

magnetismo de la magnetita puede explicarse por las
corrientes el´ctricas at´micas permanentes que la ree
o
corren en su interior. La interacci´n magn´tica ocurre
o
e
entre cargas en movimiento, por ejemplo entre dos
corrientes el´ctricas. Un im´n no tiene ninguna ine
a
fluencia sobre una carga que se encuentre en reposo
respecto a ´l.
e
Consecuentemente la fuerzamagn´tica sobre una care
ga en movimiento depende de la velocidad de ´sta. A
e
causa de ´sta dependencia con la velocidad, la fuerza
e
magn´tica no es conservativa.
e

Definici´n del campo magn´tico
o
e
Al igual que lo hemos hecho con la fuerza el´ctrie
ca, vamos a describir ahora la fuerza de interacci´n
o
magn´tica entre una corriente y una carga en movie
miento, con el auxilio de unente vectorial intermedio,
el campo magn´tico, que denotaremos con B.
e
Seg´n ´sta descripci´n, una corriente el´ctrica estaciou e
o
e
naria determina en cada punto de su espacio circundante un campo magn´tico que eventualmente afece
tar´ a cualquier carga en movimiento.
a
El conjunto de observaciones relativas a ´sta clase de
e
problemas ha llevado a la siguiente formulaci´n pao
ra lafuerza magn´tica sobre la carga el´ctrica q en
e
e
movimiento:
F = q v × B.

(1)

Aqu´ v es la velocidad de la carga el´ctrica.
ı
e
Tomaremos a la ec. (1) como la definici´n del camo
po magn´tico B. Su determinaci´n supone dos pasos.
e
o
Primero, establecemos la direcci´n del vector B en el
o
punto P con el auxilio de una aguja magn´tica. See
gundo, fijamos el vector velocidad de lacarga en el
punto P de modo que su direcci´n sea perpendicular
o
a la del campo magn´tico. Entonces usando la ec. (1)
e
determinamos el m´dulo del campo magn´tico con la
o
e
f´rmula B = F/q v.
o

Fuerza de Lorentz

Veamos ahora su descripci´n cuantitativa. Hemos dio
cho que al llegar al equilibrio, la fuerza neta transversal que obra sobre cada electr´n de conducci´n es
o
o...