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Electromagnetismo
Introducción
Si bien algunos efectos magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por
ejemplo el poder de atracción que sobre el hierro ejerce la magnetita, no fue sino hasta el
siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó patente, pasando
ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como
electromagnetismo.
Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambió con un
profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans
Christian Oersted.
En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y
estudiantes. Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por una corriente eléctrica y
también llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una
aguja de compás montada sobre una peana de madera.
Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó para su sorpresa que cada
vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja del compás. Se calló y finalizó
las demostraciones, pero en los meses siguientes trabajó duro intentando explicarse el
nuevo fenómeno.¡Pero no pudo! La aguja no era ni atraída ni repelida por ella. En vez de
eso tendía a quedarse en ángulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la
relación intrínseca entre el campo magnético y el campo eléctrico plasmado en las
ecuaciones de Maxwell.
Como ejemplo para ver la naturaleza un poco distinta del campo magnético basta
considerar el intento de separar el polo de un imán. Aunque rompamos un imán por la
mitad este ``reproduce'' sus dos polos. Si ahora partimos estos cachos otra vez en dos,
nuevamente tendremos cada cachito con dos polos norte y sur diferenciados. En
magnetismo no existen los ``monopolos''
Líneas de campo:
Las líneas del campo magnético describen de forma
similar la estructura del campo magnético en tres
dimensiones.
Las líneas de campo convergen donde la fuerza
magnética es mayor y se separan donde es más débil.
Por ejemplo, en una barra imantada compacta o
"dipolo", las líneas de campo se separan a partir de un
polo y convergen en el otro y la fuerza magnética es
mayor cerca de los polos donde se reúnen. El comportamiento de las líneas en el campo
magnético terrestre es muy similar.
Las líneas de campo fueron introducidas por Michael Faraday, que las denominó "líneas
de fuerza". Durante muchos años fueron vistas meramente como una forma de visualizar
los campos magnéticos y los ingenieros eléctricos preferían otras formas, más útiles
matemáticamente. Sin embargo no era así en el espacio, donde las líneas eran
fundamentales para la forma en que se movían los electrones e iones.
Movimiento en un campo magnético
Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza dada por el
producto vectorial Fm = q·v x B.(sector matemática) El resultado de un producto vectorial
es un vector de



módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido
qvB senα
dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad v y campo B.
y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es
positiva el sentido es el del producto vectorial v x B, como en la figura izquierda
Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v x B
Elementos a destacar de esta fórmula es que la fuerza magnética se deja notar, por tanto,
sólo sobre partículas cargadas; para partículas neutras (q = 0) se tendrá que
. Un
hecho aún más reseñable es que sólo actúa sobre partículas en movimiento. Si una partícula
está en reposo respecto a nuestro sistema de referencia la fuerza magnética ejercida sobre
ella, aunque esté cargada y exista un campo magnético, es nula.
La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional es el Tesla. Dimensionalmente
Ns
un Tesla será T 
Newton segundo entre metro Coulomb.
mC


La fuerza magnética siempre es perpendicular a la trayectoria de la partícula. Por
tanto el trabajo efectuado por la fuerza magnética es siempre cero y la energía
cinética se conserva.
Si, además de un campo magnético existiera un campo eléctrico podemos incluir
esta fuerza en la Ley de Lorentz y, como la fuerza eléctrica es simplemente
y podemos usar el principio de superposición




F  q( E  [ v x B])
Partícula sometida a un campo magnético constante y uniforme
Supongamos que tenemos una carga que entra en un campo magnético con una cierta
velocidad y de tal forma que el campo magnético sea perpendicular a dicha velocidad.
¿Cómo se moverá en el seno de este campo?. Se puede entender de forma intuitiva que al se
ejercerá una fuerza sobre la carga que, debe ser perpendicular a la velocidad con la que se
desplaza la carga, y por tanto tendrá una componente exclusivamente normal a la
trayectoria. Como en todo momento la fuerza es perpendicular a la trayectoria, porque así
lo exige la ley de Lorentz, tendremos que la carga describirá una circunferencia, ya que
estará sometida a una fuerza que creará una aceleración normal constante y una aceleración
tangencial nula. Podemos por tanto igualar la fuerza centrípeta de este movimiento con la
fuerza magnética y tener así que, si tomamos los módulos,
de donde se puede deducir que el radio de la trayectoria será
Una partícula cargada describe órbita circular en un campo magnético uniforme y
perpendicular a la dirección de su velocidad. El radio de dicha órbita, puede obtenerse a
partir de la aplicación de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme:
fuerza igual a masa por aceleración normal.