Conceptos Fundamentales del Magnetismo y la Inducción Electromagnética

Campo Magnético: Concepto Fundamental

El campo magnético es, por tanto, la perturbación producida por un imán en una zona del espacio y que se manifiesta por las interacciones que soportan en esa zona otros imanes, cargas móviles o corrientes eléctricas.

La Experiencia de Oersted: Origen del Campo Magnético

La experiencia de Oersted nos indica que las cargas eléctricas en reposo no crean campos magnéticos, pero si están en movimiento, entonces sí los generan.

Fuerza de Lorentz: Interacción Carga-Campo Magnético

Si introducimos una carga en movimiento dentro de un campo magnético, esta soportará una fuerza que viene dada por la expresión...

Analogías y Diferencias entre Campo Eléctrico y Magnético

Analogías:

• Ambos campos están generados por cargas eléctricas.
• La intensidad de campo eléctrico y magnético dependen inversamente del cuadrado de la distancia al punto donde efectuamos la medida.
• Los dos campos dependen del medio material.

Diferencias:

• Las cargas que generan el campo magnético han de estar en movimiento.
• Las líneas de campo eléctrico son abiertas y las del magnético cerradas.
• Existen cargas eléctricas separadas, pero no existen polos magnéticos aislados.
• Los campos eléctricos son campos de fuerzas centrales conservativas; los magnéticos no, por eso no se define una energía potencial ni un potencial de campo asociado de la misma manera.

Comportamiento de la Materia en Campos Magnéticos

En el campo eléctrico, la materia hace que la intensidad de campo disminuya, mientras que en el campo magnético hay sustancias que pueden disminuir la intensidad y otras que hacen que la intensidad aumente. Por este motivo, las sustancias, respecto al campo magnético, se clasifican en:

Diamagnéticas:

Como el oro, la plata, el cobre o el agua. La intensidad de campo es menor que en el vacío porque tienen una permeabilidad magnética más pequeña.

Paramagnéticas:

Como el platino, cromo, manganeso, aluminio u oxígeno gaseoso. La intensidad de campo es mayor que en el vacío porque tienen una permeabilidad magnética más grande.

Ferromagnéticas:

Como el hierro, cobalto o níquel. La intensidad de campo es mucho mayor que en el vacío porque tienen una permeabilidad magnética muy elevada.

Flujo Magnético: Medida de Campo a Través de una Superficie

Se define el flujo magnético como la cantidad de campo magnético que atraviesa una determinada superficie, o lo que es igual, el número de líneas de campo que la atraviesan.

Ley de Faraday-Henry: Inducción Electromagnética

Si el flujo magnético que atraviesa las espiras de un circuito varía con el tiempo, en ese circuito se genera una fuerza electromotriz inducida (FEM), directamente proporcional al número de espiras y a la tasa de cambio del flujo magnético.

Ley de Lenz: Dirección de la Corriente Inducida

La ley de Lenz establece que la corriente inducida generada por un cambio en el flujo magnético circulará de tal forma que se oponga a dicho cambio de flujo.

Ondas Electromagnéticas: Naturaleza y Propagación

Las ondas electromagnéticas son ondas cuyas características principales son:

• Son ondas transversales que no necesitan de un medio material para su propagación.
• Son originadas por cargas eléctricas aceleradas.
• Estas cargas aceleradas producen un campo eléctrico variable que, a su vez, origina un campo magnético variable, perpendicular al campo eléctrico.