Qué es el campo magnético y cómo funciona
¿Cómo funciona un campo magnético?
Un campo magnético es el espacio alrededor de un imán o un conductor por el que circula corriente eléctrica, donde actúan fuerzas magnéticas. Provoca que los polos opuestos de los imanes se atraigan, que los polos iguales se repelan y que los materiales ferromagnéticos reaccionen al acercarse un imán.
- Todo imán común tiene un polo norte y un polo sur.
- Los polos opuestos se atraen, los polos iguales se repelen.
- Las líneas de campo magnético forman curvas cerradas.
- La corriente eléctrica también crea un campo magnético.
¿Cómo se crea un campo magnético?
En un imán permanente, el campo magnético está relacionado principalmente con los momentos magnéticos de los electrones y su disposición en el material.
En materiales ferromagnéticos como el hierro, el níquel o el cobalto, se forman pequeñas áreas llamadas dominios magnéticos. Si los dominios están orientados en direcciones diferentes, sus efectos se anulan en gran medida.
Al magnetizarse, múltiples dominios se disponen en la misma dirección y el objeto comienza a generar un campo magnético significativo.
Campo electromagnético
También se crea un campo magnético alrededor de un conductor por el que circula corriente eléctrica. Si el conductor se enrolla en una bobina, los campos de las espiras individuales se combinan y se intensifican dentro de la bobina.
Este principio se utiliza, por ejemplo, para el funcionamiento de:
- electroimanes,
- motores eléctricos,
- transformadores,
- relés,
- altavoces,
- generadores.
¿Por qué los imanes se atraen y se repelen?
Un imán tiene dos regiones polares:
- polo norte (N),
- polo sur (S).
Cuando los polos norte y sur se acercan, surge una fuerza de atracción. Si acerca dos polos norte o dos polos sur, los imanes se repelen.
¿Qué sucede cuando se rompe un imán?
No existen polos norte y sur separados. Cada trozo se convierte en un imán más pequeño con sus propios polos norte y sur.
¿Qué son las líneas de campo magnético?
Las líneas de campo magnético son líneas imaginarias que se utilizan para mostrar la dirección y la forma de un campo magnético.
Estas líneas:
- Forman bucles cerrados,
- Fuera del imán apuntan del polo norte al polo sur,
- Dentro del imán continúan hacia el polo norte,
- No se cruzan entre sí,
- representan un campo más intenso cuando están más juntas.
La forma del campo se puede observar fácilmente con limaduras de hierro o una brújula pequeña.
Campos magnéticos permanentes y variables
Campo magnético permanente
Su magnitud y dirección no cambian con el tiempo en un lugar determinado. Se crea, por ejemplo, mediante un imán permanente fijo o una bobina alimentada por una corriente constante.
Campo magnético variable
Su magnitud o dirección cambia con el tiempo. Puede surgir, por ejemplo:
- cuando una corriente alterna pasa a través de la bobina,
- cuando el imán se mueve con respecto al punto de medición,
- cuando el electroimán se enciende y se apaga.
Si el flujo magnético a través de un circuito eléctrico cambia, se puede generar una tensión eléctrica inducida. Este fenómeno se denomina inducción electromagnética.
Regla de la mano derecha
La dirección del campo magnético alrededor de un conductor por el que circula corriente se puede determinar mediante la regla de la mano derecha:
- Imagine que rodea el conductor con la mano derecha.
- Apunte con el pulgar en la dirección de la corriente eléctrica.
- Los dedos flexionados indican la dirección de las líneas de fuerza magnética.
En el caso de una bobina, los dedos de la mano derecha enrollan las espiras en la dirección de la corriente, y el pulgar indica la dirección del campo magnético dentro de la bobina y la posición de su polo norte.
Un experimento sencillo con limaduras de hierro
- Coloque el imán sobre una superficie plana.
- Cúbralo con papel o una placa de plástico fina.
- Espolvoree con cuidado una pequeña cantidad de limaduras de hierro.
- Dé pequeños golpes suaves en la base.
- Las limaduras se alinearán según la dirección del campo magnético.
Seguridad durante el experimento
Las limaduras de hierro son afiladas y no deben entrar en los ojos ni en la boca. Utilice un recipiente transparente cerrado o una bolsa bien sellada y, tras el experimento, compruebe que no queden limaduras en el imán.
Imanes seleccionados para uso práctico
Imán redondo de color de 26 × 5 mm
Imán de ferrita azul de menor potencia para fijar papeles, sobres y fotos a una pizarra magnética o superficie de acero adecuada.
- Diámetro 26 mm
- Altura 5 mm
- Fuerza de separación 3 N
- Fuerza de separación aproximada 0,3 kg
- Peso 12,65 g
- Ferrita isotrópica
- Diseño azul
- Código de producto 60016
Imán cilíndrico de neodimio de 10 × 1,5 mm
Imán de neodimio delgado, ideal para cierres ligeros, modelismo y pequeños proyectos técnicos.
- Diámetro 10 mm
- Altura 1,5 mm
- Fuerza de separación 9,9 N
- Fuerza de separación aproximada 0,99 kg
- Peso 0,9 g
- Grado magnético N35
- Superficie niquelada
- Resistencia térmica hasta 80 °C
- Código de producto 24048
Bloque de ferrita de 30 × 20 × 6 mm
Imán de ferrita anisotrópica para soportes sencillos, experimentos escolares y usos técnicos menos exigentes.
- En el nombre y la descripción, las dimensiones son 30 × 20 × 6 mm.
- Fuerza de separación 14 N
- Fuerza de separación aproximada 1,4 kg
- Peso 17,45 g
- Ferrita anisotrópica MF35
- Resistencia térmica hasta 250 °C
- Código de producto 10342
Nota: el texto checo de referencia advertía de una discrepancia entre las dimensiones de la tabla y las del nombre del producto. En la ficha española consultada, ambos indican 30 × 20 × 6 mm. Confirme las dimensiones con el vendedor antes de realizar el pedido.
Ver productoPreguntas frecuentes
¿Por qué se atraen los polos opuestos?
Sus campos magnéticos están dispuestos de tal manera que crean una fuerza de atracción entre los imanes.
¿Por qué se repelen los polos iguales?
Cuando los polos iguales se acercan, los campos magnéticos se deforman y se crea una fuerza de repulsión entre los imanes.
¿Existen realmente las líneas de fuerza magnéticas?
Este es un modelo visual que se utiliza para mostrar la dirección y la magnitud de un campo magnético.
¿Una corriente eléctrica crea un campo magnético?
Sí. Se crea un campo magnético en forma de círculos concéntricos alrededor de un conductor por el que circula corriente.
¿Se adhiere el imán a cualquier metal?
No. Atrae principalmente hierro, acero común, hierro fundido y otros materiales ferromagnéticos.
Resumen
Se crea un campo magnético alrededor de imanes permanentes y conductores por los que circula corriente eléctrica. En un imán permanente, está relacionado con la disposición de los momentos magnéticos de los electrones en el material.
Las líneas de fuerza magnéticas forman bucles cerrados. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen. La dirección del campo magnético alrededor de un cable o bobina se puede determinar mediante la regla de la mano derecha.
Explore el campo magnético en la práctica
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