Magnetostatica

MAGNETOSTÁTICA
Estudia los campos magnéticos producidos por imanes y por corrientes eléctricas.

N

S

OBSERVACIONES EXPERIMENTALES.
Desde la antigüedad (varios siglos A.C.) los griegos habían observado que algunos minerales de hierro, como la magnetita, podían atraer pequeños trozos de hierro. Esta propiedad de poder ser atraídos la tiene además del hierro, otros materiales como elmanganesio, el cobalto, etc. y muchos compuestos de estos metales. Debido a que aparentemente esta propiedad física no parecía estar relacionada con la electricidad, se le dio el nombre de magnetismo que deriva de una ciudad del Asia menor, llamada Magnesia que según la tradición es donde se observó por primera vez el fenómeno.

Un imán con sus dos polos magnéticos designados como norte N y sur S.Los polos magnéticos Un cuerpo magnetizado se conoce como imán, y en él, el magnetismo parece estar concentrado en pequeñas regiones del cuerpo llamadas polos magnéticos. Una varilla magnetizada que pueda girar libremente (como la aguja de una brújula) se orienta de manera que el mismo extremo apunta siempre hacia el Polo Norte geográfico. Este hecho sugiere que existen dos polos magnéticos quese suelen representar con las letras N y S. La experiencia con una barra magnetizada muestra que tiene polos opuestos en sus extremos. Si colocamos dos barras magnetizadas como se indica en la fig.7.1 y fig.7.2, se comprueba que los polos magnéticos opuestos se atraen y los polos magnéticos iguales se repelen. En 1269 Pierre de Maricourt, usando un imán natural esférico y una aguja, elaboró un mapade las direcciones que tomaba la aguja al colocarla en diferentes puntos de la superficie de la esfera. Encontró que las direcciones formaban líneas que rodeaban la esfera pasando a través de puntos diametralmente opuestos, a los cuales llamó polos del imán. En 1600, William Gilbert extendió estos experimentos a otros materiales, y usando el hecho de que una aguja magnética (brújula) se orientabaen direcciones preferidas, sugiere que la Tierra se comporta igual que un gran imán permanente, fig.7.3. En 1750, John Michel usó la balanza de torsión para calcular las fuerzas de atracción que se ejercían dos polos opuestos, y encontró que dicha fuerza variaba con el inverso del cuadrado de la distancia de separación entre los polos. No existen polos magnéticos aislados Se podría al menos enprincipio, medir la intensidad de un polo magnético, considerando una hipotética masa o carga magnética y ver la dependencia de la interacción con la distancia entre los polos. Sin embargo, hay una dificultad fundamental cuando se intentan hacer tales mediciones, no ha sido posible aislar un polo magnético e identificar una partícula que tenga un solo tipo de magnetismo (N o S). Se recordará, queexperimentalmente se han encontrado aisladas las cargas eléctricas positivas y negativas, y se ha podido asociar una cantidad definida de carga a las partículas fundamentales que constituyen la materia.

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Fig.1. Entre polos magnéticos de distinto nombre se ejerce una fuerza atractiva.

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Fig.2. Entre polos magnéticos de igual nombre se ejerce una fuerza repulsiva.

Encambio, no sucede lo mismo con los polos magnéticos allí donde hay un polo N, también se encuentra un polo S. Como veremos más adelante, los conceptos de masa magnética o polo magnético, no son necesarios para describir el magnetismo, porque es una propiedad de las cargas eléctricas en movimiento.

La interacción eléctrica y la magnética están relacionadas Resulta que la interacción eléctrica ymagnética están íntimamente relacionadas y en realidad son dos aspectos de una misma y única propiedad de la materia, la carga eléctrica. La experiencia nos ha demostrado que la interacción electrostática es una propiedad debida a las cargas eléctricas en reposo, mientras que el magnetismo es una manifestación de las cargas eléctricas en movimiento, respecto del observador. La relación entre el...