Por Syed Hussain Ather – Actualizado el 24 de marzo de 2022
Un campo magnético es la región invisible alrededor de un imán donde actúan las fuerzas magnéticas. En un dipolo típico, las líneas de campo emergen del polo norte, recorren el espacio y regresan al polo sur:el mismo patrón que da forma al campo geomagnético de la Tierra.
El campo de la Tierra protege al planeta del viento solar, protegiendo la capa de ozono y la vida en la superficie. El campo también evita la pérdida de gases atmosféricos, desempeñando un papel crucial en el mantenimiento de nuestro medio ambiente.
Coloca un imán debajo de una hoja de papel, espolvorea limaduras de hierro encima y observa el patrón que forman. La disposición resultante revela la dirección y concentración de las líneas del campo magnético alrededor del imán.
La intensidad del campo magnético se mide en Tesla (T). Cuanto más densas sean las líneas de campo entre los polos, más fuerte será el campo.
Siempre que se mueven cargas eléctricas, se produce un campo magnético. En un cable recto que transporta corriente I, el campo rodea el cable en bucles concéntricos, una relación descrita por la ley de Ampère:
\(B =\dfrac{\mu_0 I}{2\pi r}\)
donde \(\mu_0\) (4π×10⁻⁷ H/m) es la permeabilidad del espacio libre y r es la distancia desde el cable.
La regla de la mano derecha ayuda a determinar la dirección de los campos magnéticos alrededor de las corrientes:apunte con el pulgar en la dirección de la corriente convencional y los dedos curvados indican la dirección del campo.
El magnetismo depende de la disposición de los electrones dentro de los átomos. Las categorías principales son:
Cuando una partícula cargada q se mueve con velocidad v en un campo eléctrico E y un campo magnético B, su fuerza total viene dada por la ecuación de Lorentz:
\(F =qE + q\mathbf{v}\times\mathbf{B}\)
El componente magnético, \(q\mathbf{v}\times\mathbf{B}\), depende del producto cruzado de la velocidad y el campo magnético, y es cero cuando v es paralelo a B.
El producto cruzado produce un vector perpendicular a ambos vectores de entrada. Utilizando la regla de la mano derecha, apunte con el dedo índice a lo largo de un vector, el dedo medio a lo largo del otro y el pulgar apunta en la dirección del producto cruzado resultante.
Uno de los usos más familiares de los campos magnéticos es la resonancia magnética (MRI). Las máquinas generan campos de 0,2 a 0,3 T, alineando los núcleos de hidrógeno del cuerpo. Cuando se apaga el campo, los núcleos vuelven a su orientación original, emitiendo señales que se utilizan para construir imágenes internas detalladas.
Desde el escudo protector que rodea la Tierra hasta los potentes diagnósticos en los hospitales, los campos magnéticos son fundamentales tanto para nuestro mundo natural como para la tecnología moderna. Comprender cómo se forman, interactúan y pueden aprovecharse permite a los científicos e ingenieros innovar en todas las disciplinas.
