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INTERACCIÓN MAGNÉTICA

1.- Introducción
En el tema "Interacción eléctrica" se han estudiado varios aspectos de la Electrostática como son las fuerzas entre cargas eléctricas en reposo y su descripción en términos del campo eléctrico y del potencial. Ahora consideraremos las acciones que sufren las cargas en movimiento. Además de la fuerza representada por el campo eléctrico, una carga enmovimiento puede experimentar una fuerza adicional, llamada fuerza magnética, cuando está en presencia de otras cargas en movimiento o de imanes. Las fuerzas magnéticas también se describen convenientemente en términos de un campo vectorial -el campo magnético- a través del cual se puede obtener la fuerza que se ejerce en cualquier punto del espacio sobre una carga en movimiento o sobre una corrienteeléctrica. El origen del conocimiento de la interacción magnética hay que buscarlo varios siglos antes de Cristo, cuando el hombre observó que existen ciertos minerales de hierro, cobalto o manganeso que tienen la propiedad de atraer pequeños trozos de hierro. A esta propiedad se le dió el nombre de magnetismo. La palabra magnetismo viene de la región de Magnesia en el Asia Menor, que es uno de loslugares donde se encontraban esos materiales, en particular la magnetita. Un material de esta clase recibe el nombre de imán, siendo el efecto más pronunciado en ciertas zonas del imán denominadas polos magnéticos. La utilización de una aguja imantada como brújula en navegación se remonta a la Edad Media. Una aguja delgada de acero una vez imantada, es decir, puesta un cierto tiempo en lasproximidades de un imán, si se suspende de un hilo de seda, lejos de cualquier imán o de cualquier corriente eléctrica, se orienta en una dirección fija y la conserva dentro de un amplio dominio del espacio. Este hecho nos permite, por una parte, distinguir los extremos de la aguja, o polos; norte y sur, según la orientación que ésta tome en relación a los polos geográficos de la Tierra; y por otraparte, confirmar que la misma Tierra se comporta como un imán.

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Existen, pues, dos clases de polos magnéticos que se designan por norte (N) y sur (S), cumpliéndose que: "La interacción entre polos magnéticos del mismo nombre es repulsiva y la interacción entre polos de distinto nombre es atractiva (figura 1)".

Figura 1 Todo imán tiene un polo norte y un polo sur, de la misma intensidad. Aldividir un imán aparecen dos polos iguales y opuestos en la zona de rotura, de modo que se obtienen dos imanes, ambos con polos de la misma intensidad y de distinta naturaleza (figura 2). Aunque ha sido posible aislar cargas eléctricas positivas y negativas y asociar una carga eléctrica definida con las partículas fundamentales que constituyen todos los átomos, no ha sido posible aislar un polomagnético o identificar una partícula fundamental que tenga sólamente una clase de magnetismo, sea el N o el S. Los cuerpos magnéticos siempre presentan pares de polos iguales y opuestos. Esto se describe con frecuencia diciendo que no existen cargas magnéticas libres o monopolos magnéticos o, al menos, no han sido encontrados.

Figura 2

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Aunque la Electricidad y el Magnetismo sedesarrollaron paralela e independientemente, el año 1820 representó una fecha crucial para ambos, pues Oersted demostró experimentalmente que existía una relación clara entre los fenómenos eléctricos y magnéticos. Descubrió que una varilla imantada, que podía girar libremente, se desviaba al pasar la corriente eléctrica por un conductor próximo. Es decir, una corriente eléctrica produce efectos magnéticoscambiando la orientación de la varilla imantada. El propio Oersted acuñó el término "Electromagnetismo" para la rama de la Física que englobaría desde entonces la Electricidad y el Magnetismo. Experimentos subsiguientes realizados por Ampère demostraron que también dos corrientes eléctricas interactúan, atrayéndose o repeliéndose los respectivos conductores. Ampère propuso la teoría de que las...