cienias

Campo magnético

 
Introducción a campos magnéticos
Las fuerzas características de los imanes se denominan fuerzas magnéticas. El desarrollo de la física amplió el tipo de objetos que sufren y ejercen fuerzas magnéticas. Las corrientes eléctricas y, en general, las cargas en movimiento se comportan como imanes, es decir, producen campos magnéticos. Siendo las cargas móviles las últimas enllegar al panorama del magnetismo han permitido, sin embargo, explicar el comportamiento de los imanes, esos primeros objetos magnéticos conocidos desde la antigüedad.
El término magnetismo tiene su origen en el nombre que en la época de los filósofos griegos recibía una región del Asia Menor, entonces denominada Magnesia; en ella abundaba una piedra negra o piedra imán capaz de atraer objetos dehierro y de comunicarles por contacto un poder similar. 
Los fenómenos magnéticos habían permanecido durante mucho tiempo en la historia de la ciencia como independientes de los eléctricos. Pero el avance de la electricidad por un lado y del magnetismo por otro, preparó la síntesis de ambas partes de la física en una sola, el electromagnetismo, que reúne las relaciones mutuas existentes entre loscampos magnéticos y las corrientes eléctricas. James Clark Maxwell fue el científico que cerró ese sistema de relaciones al elaborar su teoría electromagnética.
 
Campo Magnético. Acciones sobre cargas en movimiento
Se puede definir el vector campo magnético B en un punto del espacio de modo semejante al que utilizábamos para definir el campo eléctrico E...Se observa experimentalmente quecuando una carga tiene una velocidad v en la proximidad de un imán o de un alambre por el que circula una corriente, además de la posible fuerza eléctrica, existe una fuerza adicional sobre ella que depende del valor y de la dirección de la velocidad. Podemos separar fácilmente estas dos fuerzas midiendo la fuerza que actúa sobre la carga cuando está en reposo y sustrayendo esta fuerza eléctrica de lafuerza total que actúa sobre la carga cuando ésta se mueve. Para mayor sencillez admitiremos que no existe E en el punto del espacio que se considera. Las experiencias realizadas con diversas cargas móviles a diferentes velocidades en un punto del espacio nos llevan a deducir:
a) La fuerza es proporcional al valor de la carga.
b) La fuerza es proporcional al módulo de la velocidad v.
c) Elvalor, la dirección y sentido de F depende de la dirección y sentido de v.
d) Si la velocidad está dirigida a lo largo de una línea determinada del espacio, la fuerza es cero.
e) Si la velocidad no está dirigida según esta línea, existe una fuerza que es perpendicular a v.
f) Si la velocidad forma un ángulo ß con esta línea, la fuerza es proporcional al senß.
g) La fuerza sobre una carga negativaes de sentido opuesto a la ejercida sobre una positiva de igual velocidad.
Podemos resumir estos resultados experimentales definiendo un campo vectorial magnético B escribiendo como valor de la fuerza:

A esta fuerza se le denomina fuerza de Lorentz

Por razones históricas, el vector B se denomina normalmente vector deinducción magnética aunque aquí podamos utilizar también la expresión campomagnético. La figura muestra la fuerza ejercida sobre diversas cargas móviles cuando B está en posición vertical.
La unidad en el SI para la inducción es el tesla. T
Cuando por un hilo situado en el interior de un campo magnético B circula una corriente, existe una fuerza que se ejerce sobre el conductor que es simplemente la suma de las fuerzas sobre las partículas cargadas cuyo movimientoproduce la corriente

La figura muestra un segmento corto de hilo de sección A y longitud l  por el que circula una corriente I. Si el hilo está en el interior de un c. m. B la fuerza magnética sobre cada carga es q·v·B, siendo v la velocidad de desplazamiento de las cargas. El número de cargas en el interior del segmento es, nAl, donde n  es el nº de cargas por unidad de volumen y Al el volumen...