Campo Magnetico

M.R. - Universidad de Oriente

Introducción
Si bien algunos efectos magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción que sobre el hierro ejerce la magnetita, no fue sino hasta el siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó patente, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce comoelectromagnetismo.
Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambió con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted.
 En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes. Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por un corriente eléctrica y también llevar a cabodemostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de compás montada sobre una peana de madera.
  Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja del compás. Se calló y finalizó las demostraciones, pero en los meses siguientes trabajó duro intentando explicarse el nuevo fenómeno. ¡Perono pudo! La aguja no era ni atraída ni repelida por ella. En vez de eso tendía a quedarse en ángulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la relación intrínseca entre el campo magnético y el campo eléctrico plasmada en las ecuaciones de Maxwell.

Momento de una Espira
Espira es cada una de las vueltas de una hélice o espiral, cada uno de los trazos curvilíneos que,iterativos, componen la forma, pero que, por separado no tienen valor más allá de ser una línea curva contenida entre dos puntos. Las espiras tienen diferentes dimensiones, se hacen mayores según se alejen del centro de la espiral, por lo que los trazos mayores abrazan a los menores, que con pequeños recorridos, se encuentran en una posición más privilegiada y cercana al corazón de la empresa, que en esteplanteamiento que describimos debe ser la dirección de imagen y comunicación. 
En las dos páginas anteriores, se ha estudiado la fuerza sobre una porción de corriente rectilínea. En esta página, se estudia la fuerza sobre cada lado de una espira rectangular, y el momento respecto del eje de rotación de la espira.
 
Fuerza sobre cada lado de la espira

La figura representa una espirarectangular cuyos lados miden a y b. La espira forma un ángulo q  con el plano horizontal y es recorrida por una corriente de intensidad i, tal como indica el sentido de la flecha roja en la figura.
La espira está situada en una región en la que hay un campo magnético uniforme B paralelo al plano horizontal (en color gris), tal como indica la flecha de color azul en la figura.
Calcularemos la fuerza queejerce dicho campo magnético sobre cada uno de los lados de la espira rectangular.
Ya hemos deducido la expresión de la fuerza que ejerce un campo magnético sobre una porción L de corriente rectilínea.

Donde, ut es un vector unitario que nos señala la dirección y el sentido en el que se mueven los portadores de carga positivos.
* La fuerza F1 sobre cada uno de los lados de longitud a, estáseñalada en la figura y su módulo vale
F1=i·1·B·a·sen90º=iBa.
* La fuerza F2 sobre cada uno de los lados de longitud b, es

F2=i·1·B·b·senq =iBb·senq
Esta fuerza tiene la dirección del eje de rotación de la espira, y sentidos opuestos.
La fuerza F2 es nula cuando la espira está contenida en el plano horizontal q =0º y es máxima, cuando el plano de la espira es perpendicular al planohorizontal q =90º.
 
Momento de las fuerzas sobre la espira
| La fuerza resultante sobre la espira es nula, sin embargo, las fuerzas sobre los lados de longitud a no tienen la misma línea de acción y forman un par de momento, (véase también la primera figura)..M=2F1·(b/2)·cosq =i·ab·B·cosq =i·S·B·cosq |
La dirección momento M es la del eje de rotación de la espira, y el sentido viene dado...