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11. Magnetismo.
11.1 Campo magnético
Existen ciertos tipos de minerales como la magnetita que tiene la propiedad de atraer al hierro y a otros
metales (niquel, cobalto). Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo y la interacción responsable de
ella se llama fuerza magnética.
Aparece concentrada en ciertas partes del material que la manifiesta (no está uniformemente distribuida por
el cuerpo),donde las fuerzas magnéticas son más intensas y que se llaman polos magnéticos.
Un cuerpo magnetizado se llama imán: Existen ciertos hechos experimentales relacionados con los imanes:
• En un imán el magnetismo está concentrado en sus extremos y disminuye al acercarnos al centro

• Ambos extremos difieren porque en ausencia de otras fuerzas uno siempre apunta hacia el norte (que
denotamos comopolo norte N) y el otro hacia el sur de la Tierra (que denotaremos como polo sur S).
• Experimentos con dos imanes colocados como se indica en la figura ⇒ aparece una fuerza atractiva entre
polos distintos y repulsiva entre polos idénticos. El experimento sugiere que existen dos tipos de polos
magnéticos que designaremos con las letras N y S.
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S

N

S

N

N

N

S

S

Podríamos intentar medir laintensidad de un polo magnético definiendo una “masa” o “carga” magnética
(intensidad magnética = Fmag
, A =magnitud activa) e investigar cómo depende la fuerza magnética con los
A
polos ⇒deberíamos poder aislarlos. Sin embargo no es posible aislar un polo magnético norte o sur, ni identificar
una partícula fundamental con sólo una clase de magnetismo (N o S).
Los conceptos de polo magnético ymasa magnética no son necesarios para describir el magnetismo ya que
la interacción eléctrica y magnética están íntimamente relacionadas y sólo son dos aspectos diferentes de
una propiedad de la materia: su carga eléctrica. Las interacciones eléctrica y magnéticas deben considerarse
conjuntamente bajo la denominación más general de campo electromagnético.
Dado que entre cuerpos magnetizados lasinteracciones son a distancia ⇒ un cuerpo magnetizado crea una
campo magnético (como el eléctrico y el gravitatorio) en el espacio que lo rodea. Veremos que el campo
magnético NO es conservativo, aunque el campo electromagnético en conjunto sí lo es.
11.1.1 Fuerza magnética
Una carga q moviéndose con velocidad v en el seno de un campo magnético experimenta una interacción
llamada fuerza magnética.Experimentalmente se vió que: La fuerza ejercida por el campo magnético sobre la
carga es proporcional a la carga y a su velocidad y la dirección de la fuerza es perpendicular a la v de la carga

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⇒ dicha fuerza se escribe como8 :
F = qv ∧ B (Fuerza de Lorentz)

(10)

B es un vector cuyo módulo es la intensidad del campo magnético. Esta expresión satisface los requisitos
experimentales siempre queF sea perpendicular al plano que forman v y B (ésto depende sólo del campo
magnético aplicado en el experimento y del punto y que por tanto se obtiene experimentalmente), porque si
no la expresión (10) nunca nos daría la fuerza que siente la partícula.

(q>0)

F

B
q

θ

v
F

(q<0)

Experimentalmente se encuentra que B es el mismo en cada punto para todas las cargas y velocidades y que
varía deun punto a otro ⇒ describe una propiedad característica del campo magnético ya que sólo depende
de las coordenadas y del cuerpo que crea el campo. A la magnitud vectorial B se le llama intensidad del campo
magnético y a veces inducción magnética. Si tenemos una carga sometida a un campo eléctrico y a un campo
magnético (campo electromagnético) la fuerza que siente una partícula de carga q en suseno es
F = q[E + v ∧ B]
que representa la fuerza electromagnética: suma de la fuerza electrostática más la fuerza magnética.
8

Conociendo la carga, velocidad que tiene la partícula y la fuerza permite obtener B experimentalmente.

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De la expresión (10) se obtiene que :
F = q v B senθ
• Si v

B, es decir θ = 0, 180 ⇒ F = 0

• El valor máximo de F es para v ⊥ B ⇒ senθ = 1 ⇒ F = q v B, de donde...