Fisica General Burbano

INTRODUCCIÓN 477
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el de giro de un sacacorchos que avanza con la corriente. La intensidad de la corriente que pasa
por el hilo debe ser tal que las acciones del campo magnético terrestre sean despreciables frente a
las del campo creado por la corriente.
Además de la experiencia de Oersted, existen otros fenómenos descubiertos por Faraday conocidos
con el nombre global de «Fenómenos de inducción» en los que todavía más directamente se
pone de manifiesto la interacción entre campos magnéticos y eléctricos, hasta el punto que es necesario
pensar que el magnetismo es una parte de la electricidad. Esta idea es confirmada al tratar
cuidadosamente (relatividad) los campos eléctricos cuando las cargas que lo producen se encuentran
en movimiento. Haciendo un estudio relativista de estos campos se encuentra que los campos
magnéticos son una «parte» de los campos eléctricos que aparece cuando las cargas se mueven
(corrientes eléctricas), según esto no nos debe extrañar el hecho de que una corriente eléctrica
(cargas en movimiento) cree un campo magnético, y que otra corriente que se halle dentro del
campo sufra alguna interacción, como es el caso de dos hilos conductores rectilíneos y colocados
paralelos a cierta distancia, en los que si la corriente circula en el mismo sentido en ambos conductores
los hilos se atraen, y si es en sentidos contrarios se repelen. Cabe la duda de que esa fuerza
de interacción pudiera tener origen electrostático de repulsión o de atracción entre las cargas de
los hilos, pero no tiene razón de ser, puesto que salvo alguna carga estática de escaso valor, los hilos
conductores que transportan corriente permanecen prácticamente neutros «no poseen carga
neta». Aun en el caso de tener alguna carga neta, las fuerzas electrostáticas serían de tan escaso
valor que resultarían totalmente inapreciables.
Pero continuamos con una gran duda. Acabamos de decir que el origen de los campos magnéticos
(y por tanto el origen de las interacciones magnéticas, como son las fuerzas entre los conductores
anteriores) es una «corrección» relativista de los campos eléctricos creados por cargas en movimiento
y por consiguiente es un efecto extraordinariamente menos intenso que las interacciones
o fuerzas electrostáticas. Sin embargo, y he aquí nuestra duda, mientras que las fuerzas electrostáticas
que encontramos en la naturaleza son muy leves (recuérdense los fenómenos tales como la
atracción de pequeños trozos de papel por una barra de ámbar electrizada, etc.) las fuerzas
magnéticas son enormes, se construyen grúas capaces de atrapar toneladas de chatarra mediante
poderosos electroimanes.
¿Cómo se explica esta paradoja? La respuesta se encuentra en la gran neutralidad de la materia.
Existe un equilibrio completo entre la carga positiva y negativa que componen la materia y es
muy difícil lograr romper este equilibrio, de forma que si a un cuerpo conseguimos arrancarle algo
de carga, tendrá carga neta, pero siempre muy poca cantidad. Sin embargo, a los efectos magnéticos
contribuyen todas las cargas en movimiento tanto positivas como negativas, es decir contribuyen
todas las cargas con tal que estén en movimiento.
En un conductor normal el balance de carga está compensado, es decir, por unidad de volumen
existe prácticamente el mismo número de cargas positivas que de electrones, si suponemos
que ese conductor transporta una corriente eléctrica, podemos suponer que es debida al movimiento
de sus electrones, pero siempre la neutralidad se mantiene, en cada unidad de volumen
«sale» el mismo número de electrones que «entra». Si tenemos en cuenta el número elevadísimo
de cargas libres (electrones) que existe en un conductor normal, podremos comprender que el
campo magnético creado por la totalidad del conductor sea muy considerable, es la suma de las
contribuciones del campo magnético que crea el movimiento de cada electrón; si bien cada término
de la suma es muy pequeño, el número de términos de la suma es enormemente grande.
Con las ideas expuestas puede comprenderse algo del mecanismo de producción de campos
magnéticos por corrientes eléctricas. Pero hay substancias naturales que por sí solas también producen
campos magnéticos (imanes naturales), y otras, sometidas a corrientes determinadas, adquieren
esa propiedad (imanes artificiales) ¿cómo pueden ser compatibles estos hechos con las
ideas anteriores?
Antes de responder a esto estudiaremos la siguiente experiencia (Fig. XXI-10): un magnetómetro
situado en el centro de un circuito circular, se orienta perpendicularmente al plano del circuito
(siempre que la intensidad de la corriente sea tal que las acciones del campo magnético terrestre
sean despreciables frente a las del campo magnético creado por el circuito). Considerando que la
líneas del campo magnético entran por el polo S del magnetómetro y salen por su polo N, podemos
determinar que el sentido de las líneas de campo, dentro del circuito, es el de avance de un
sacacorchos que gira en el sentido de la corriente.
Colocando finas limaduras de hierro sobre una cartulina, atravesada por el circuito, se agrupan
en direcciones que determinan la forma de las líneas: circunferencias rodeando a los hilos.
Llamaremos cara sur o negativa de un circuito cerrado aquella por donde penetran las líneas
de campo magnético y cara norte o positiva la cara de la que salen.
La corriente circula en la cara S en el sentido de las agujas de un reloj y en la cara N en sentido
contrario.
Colocando una espira de corriente en un campo magnético experimenta el mismo par (párrafo
2) y se produce el mismo efecto que si fuese un dipolo magnético (o magnetómetro). André Marie
Ampère (1775-1836) en 1820, basándose en esta observación, enunció el llamado TEOREMA DE
LA EQUIVALENCIA DE AMPÈRE:
Fig. XXI-8.– Líneas de campo
magnético producido por una corriente
rectilínea.
Fig. XXI-9.– Magnetómetros orientados
por una corriente rectilínea.
Fig. XXI-10.– El magnetómetro colocado
en el centro del circuito circular
se orienta perpendicular al plano del
circuito.