Fisica General Burbano

CAPÍTULO XXI
EL CAMPO MAGNÉTICO
A) INTRODUCCIÓN
XXI – 1. Imanes naturales y artificiales. Polos y línea neutra. Magnetómetro
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Determinados cuerpos y especialmente la magnetita (Fe 3
O 4
) tienen la propiedad de atraer limaduras
de hierro. A tales cuerpos se les llama IMANES NATURALES.
IMANES ARTIFICIALES son cuerpos metálicos a los que se ha comunicado la propiedad del magnetismo
por frotamiento con imanes naturales o por la acción de corrientes eléctricas en forma adecuada;
tales imanes suelen ser de acero, en forma de barra o de herradura.
La máxima atracción de los imanes reside en sus extremos, llamados POLOS; en su parte central
(LÍNEA NEUTRA) la atracción es nula.
Se pueden demostrar estos hechos introduciendo un imán en limaduras de hierro; al sacarlo
de ellas, se observa cómo quedan adheridas a sus extremos en cantidad que decrece hacia la zona
central, en la cual las limaduras no se adhieren.
Una laminilla de acero imantado, de forma rómbica constituye un MAGNETÓMETRO (DIPOLO
MAGNÉTICO).
Un magnetómetro, que puede girar libremente alrededor de su centro, se orienta con uno de
sus polos hacia el N geográfico y el otro hacia el S. Al extremo orientado hacia el norte se llama
polo norte del imán; al opuesto, polo sur*
Colocando dos largos imanes con sus polos N muy próximos se observa una repulsión; lo mismo
ocurre si los polos aproximados son los S. Si se aproxima un polo norte a uno sur, se observa
una atracción. «Polos magnéticos de la misma naturaleza se repelen y de distinta se atraen».
Lo anteriormente dicho sugiere la existencia de polos magnéticos separados (MONOPOLOS), sin
embargo, todo intento de aislar a uno de estos polos ha fracasado. Si se corta una barra magnética
por la línea neutra, en su separación se obtienen dos imanes, ambos completos, con sus polos
norte y sur. Se pueden efectuar la división, tantas veces como se quiera, obteniéndose otros tantos
imanes completos, y aunque consiguiéramos partir el imán hasta reducirlo a dimensiones atómicas
encontraríamos sus dos polos correspondientes de «signos opuestos».
Este es un hecho que difiere sustancialmente de la electrostática. Las cargas eléctricas pueden
tenerse aisladas. Podemos hablar de un cuerpo electrizado con cierta cantidad de carga positiva o
negativa, es decir con electricidad de un cierto signo, pero nunca encontraremos un material con
una cierta cantidad de polo norte o sur, pues podemos tener la seguridad de que si existe un polo,
existe otro de distinto nombre y por lo tanto la cantidad de polo, o de «carga magnética» neta será
rigurosamente nula.
Hemos hablado de acciones entre materiales magnéticos, o más correctamente de interacciones
magnéticas, por lo que cabe hablar de CAMPO MAGNÉTICO, que podemos definir de momento
como aquella zona del espacio en la cual se hace patente la acción de un imán.
Comprobaremos la existencia de una campo magnético en el espacio, cuando introduciendo en
él un magnetómetro, lo oriente en una determinada posición.
XXI – 2. Líneas de fuerza
Si colocamos una hoja de papel espolvoreada con limaduras de hierro, sobre una barra imantada,
y la golpeamos cuidadosamente, las limaduras se orientan en líneas en la forma indicada en
la Fig. XXI-2, obteniéndose el llamado ESPECTRO MAGNÉTICO. Las líneas en que se colocan las limaduras,
serán las líneas de fuerza del campo magnético creado por la barra imantada.
Convendremos: «En todo imán las líneas de fuerza salen del polo norte y entran por el polo sur
y van del sur al norte por el interior del imán».
Supongamos un magnetómetro (NS) con libertad de movimientos y colocado en el interior de
un campo magnético creado por imanes como indica la Fig. XXI-3. Sobre el magnetómetro actúa
un par de fuerzas cuyo momento es en módulo:
N = F d = F l sen j
Fig. XXI-1.– Dividiendo un imán
tantas veces como se quiera se obtienen
otros tantos imanes completos.
Fig. XXI-2.– Espectro magnético.
* El nombre de polo magnético sur y norte, es totalmente arbitrario, su origen es por el hecho de orientarse el magnetómetro
apuntando hacia los polos terrestres.
Fig. XXI-3.– Acción de un campo
magnético sobre un magnetómetro.