[Regla del sacacorchos] ¿¡Los imanes son en realidad “electricidad en movimiento”!? Descubre las maravillas del electromagnetismo en la vida cotidiana
¡Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencia! Para mí, cada día es un experimento.
El campo magnético que crea la corriente: descubriendo el vínculo entre electricidad y magnetismo
¿Jugabas de niño a pegar limaduras de hierro a un imán? Seguro que a muchos les fascinaba esa fuerza misteriosa. Y qué decir de la electricidad estática: frotarse el pelo con una regla de plástico hasta ponerlo de punta es otro fenómeno cotidiano que todos vimos en clase de ciencias. Pero ¿qué sentirías si te dijera que la “fuerza de los imanes” y la “fuerza de la electricidad estática” nacen, en el fondo, del mismo fenómeno: la “electricidad”?
Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que estas dos fuerzas no tenían nada que ver entre sí. Pero en 1820, el físico danés Hans Christian Ørsted hizo un descubrimiento que cambió la historia. Al hacer pasar corriente por un cable, la aguja de una brújula colocada a su lado se desvió y apuntó hacia una dirección distinta de la habitual. Fue algo que parecía pura magia.
Este hallazgo demostró que la “electricidad en movimiento (la corriente eléctrica)” genera “magnetismo”. La electricidad estática, quieta, no tiene relación con el magnetismo, pero en cuanto empieza a fluir, se vuelve magnética de inmediato. Así se descubrió que la electricidad y el magnetismo, que se creían fuerzas independientes, en realidad son como las dos caras de una misma moneda. Veamos ahora la ley clave para entender esta conexión y algunas de sus aplicaciones.
¿Qué es un campo magnético?
Empecemos por el concepto imprescindible para entender cómo actúan las fuerzas en el mundo del magnetismo: el “campo magnético”. Es el espacio en el que se hace sentir la fuerza magnética, y aparece alrededor de los imanes y de las corrientes eléctricas. Cuando acercas limaduras de hierro a un imán, se agolpan en los polos norte y sur, ¿verdad? Eso ocurre porque el imán crea un campo magnético a su alrededor y las limaduras se ven atraídas por él.
La misteriosa fuerza de los imanes se conoce desde la Antigüedad. Se dice que la palabra “magnet” (imán) viene de la región de Magnesia, en Turquía, donde abundaban los imanes naturales. Todo imán tiene dos polos, el norte (N) y el sur (S), y, igual que ocurre con las cargas eléctricas, los polos iguales se repelen y los polos distintos se atraen.
Una forma de hacer visible cómo actúa esta fuerza son las líneas de campo magnético. Si colocas brújulas alrededor de un imán de barra, sus agujas apuntan en direcciones ordenadas. Si vas trazando una línea que siga la dirección hacia la que apunta el polo norte de la brújula, aparece una curiosa curva que sale del polo norte del imán y vuelve a entrar por el polo sur. A esa curva la llamamos línea de campo magnético. Cuanto más juntas están las líneas, más intenso es el campo magnético.
La corriente crea un campo magnético: la “regla de la mano derecha”
Gracias al experimento de Ørsted sabemos que la corriente eléctrica genera un campo magnético. Pero ¿cómo se forma exactamente ese campo?
Cuando hacemos pasar corriente por un cable recto, a su alrededor se forma un campo magnético que gira en círculos, como un remolino. Su sentido es el siguiente: si apuntas el pulgar de tu mano derecha en la dirección en que circula la corriente, los demás dedos se curvan en el mismo sentido en que gira el campo. Es como cuando giras un tornillo de rosca derecha: el avance del tornillo (la corriente) y su giro (el campo magnético) van siempre de la mano. A esta curiosa regla se la conoce como “regla de la mano derecha” (o “regla del sacacorchos”).
Además, la intensidad del campo magnético que crea una corriente sigue esta fórmula:
H = I / 2πr
El campo magnético (H) es directamente proporcional a la intensidad de la corriente e inversamente proporcional a la distancia al cable (r). En otras palabras: cuanta más corriente circula y cuanto más cerca estás del cable, más fuerte es el campo magnético.
Controlar la corriente para fabricar imanes: el “electroimán”
La idea de que la corriente crea un campo magnético se aprovecha muchísimo en nuestra vida diaria. El ejemplo más representativo es el “electroimán”.
El campo magnético existe solo mientras circula la corriente, y desaparece en cuanto la cortamos. ¿Podríamos aprovechar esta propiedad para fabricar un imán potente?
La clave está en la “bobina”, un cable enrollado una y otra vez. Recuerda la regla de la mano derecha: si hacemos pasar corriente por un cable enrollado en
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