Electromagnetismo. Princípios básicos.

Ésta es la primera de una serie de publicaciones en donde vamos a explicar el electromagnetismo, porque considero que saber esto es fundamental para poder comprender el principio de funcionamiento básico de los inductores.

En este post vamos a hablar acerca del campo magnético, y de cómo los campos eléctrico y magnético están siempre juntos y asociados. Más adelante hablaré de las leyes que rigen el electromagnetismo.

 

El campo magnético.

 

El hecho de que una corriente eléctrica tiene un campo magnético asociado fue demostrado por primera vez en 1820 por el físico danés Hans Christian Oersted. Él observó que si colocaba una brújula cerca de un condutor eléctrico, y hacía circular por él una corriente eléctrica, la aguja de la brújula apuntaba de manera perpendicular al conductor, independientemente de la orientación de la misma respecto al norte geográfico.

Otra manera de demostrar la existencia de un campo magnético asociado a una corriente eléctrica es colocando un conductor eléctrico atravesando un papel de manera perpendicular, y esparciendo limaduras de hierro sobre dicho papel, tal como muestra la Figura 1. Veremos que estas limaduras se agrupan formando círculos concéntricos. Esto indica dos cosas importantes:

1- Las líneas del campo magnético son cerradas.

2- El campo magnético es perpendicular al campo eléctrico.

Figura 1.

 

Llegamos finalmente a la conclusión  de que el espacio alrededor de un imán permanente o de un conductor por el que circula corriente está  ocupado por un campo magnético. Necesitamos ahora determinar la dirección de este campo, junto con su magnitud. Para ello tendremos que usar un nuevo vector llamado densidad de flujo magnético, y que se indica con una \vec{B}. Su unidad de medida es el Tesla [T] o el Weber por metro cuadrado [Wb/m²].

Ahora bien: ¿Cuál es el sentido de circulación del campo magnético? Para ello, por convención se usa la “Regla de la mano derecha”. Tal como se muestra en la Figura 2, si tomamos el conductor con la mano derecha de tal manera que el pulgar apunte hacia dónde circula la corriente eléctrica, los otros dedos apuntan hacia dónde circula el flujo magnético.

Figura 2.

 

Puede darse la situación de que algún sistema esté inmerso en algún campo magnético, y este campo sea “saliente” de la hoja de papel (esto quiere decir que va en dirección al lector), o por el contrario el campo magnético sea “entrante” a la hoja de papel.

En el primer caso, el campo magnético se simboliza con puntos; y en el segundo caso, con X. Esto es fácil de recordar si imaginamos flechas indicando la dirección del campo. En el primer caso vemos las puntas de dichas flechas de frente y en el segundo caso sus colas vistas desde atrás. La Figura 3 nos muestra cómo son estas representaciones.

 

Figura 3.

 

Más adelante explicaremos la Ley de Biot-Savart que permite calcular cuánto es la contribución de cada porción infinitésima de conductor por el que circula corriente, al campo magnético medido en cualquier punto del espacio. También explicaremos la Ley de Faraday, que vincula el flujo magnético con la fem inducida en un inductor. Mientras tanto, lo importante aquí es que quede claro que el campo magnético SIEMPRE es perpendicular al eléctrico.

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