ELECTROMAGNETISMO

INTRODUCCIÓN

Hans Christian Oersted, danés, profesor de la Universidad de Copenhague, halló experimentalmente que la aguja de una brújula puesta paralela a un conductor recorrido por una corriente eléctrica se desviaba hasta ponerse perpendicular al conductor, en cuya posición se paraba. Al invertir la corriente, la aguja, después de desviarse en sentido contrario al anterior, también se paraba perpendicular al conductor, pero indicando en sentido opuesto. Si previamente se situaba la aguja perpendicular al conductor, no era afectada.
De esta forma quedó probado que la electricidad produce magnetismo. Este magnetismo creado por la corriente eléctrica se llama electromagnetismo. Esto es conocido como el experimento de Oersted.

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA CORRIENTE
El experimento de Oersted nos prueba que alrededor de todo conductor recorrido por una corriente eléctrica aparece un campo magnético, similar al que rodea a todo imán.
Relación entre la corriente y su campo magnético.
Sobre una pieza de material no magnético, horizontal y atravesada por un conductor perpendicular a la misma, se espolvorean limaduras de hierro, como se muestra en la figura. Si hacemos pasar por el conductor una corriente, observaremos que las limaduras se disponen en círculos concéntricos con centro en el conductor. Esto nos prueba que el campo es perpendicular a la corriente y circular con centro en la misma.
Si ahora situamos la brújula en diferentes puntos del campo veremos que en cada uno se orienta en forma distinta. Esto prueba que el campo tiene dirección y sentido.
Si con una determinada corriente separamos, poco a poco, la brújula del conductor, llagaremos a un punto en que su aguja no es afectada. Queda así comprobado que el campo tiene intensidad.
Si con la aguja situada en un punto del campo, en el cual no es afectada, aumentamos la corriente, la aguja se moverá orientándose. Si ahora invertimos la corriente, la aguja se orientará en sentido contrario. De estos hechos aparece claro que la intensidad del campo magnético que rodea a una corriente eléctrica aumenta y disminuye con la corriente. Al invertir el sentido de la corriente se invierte el sentido del campo.
Representación del campo
El campo magnético que crea una corriente se representa por líneas de fuerza circulares concéntricas , cuya densidad disminuye a medida que aumenta la distancia a la corriente.
En realidad, el campo magnético se extiende por toda la longitud que recorre la corriente, como se muestra en la siguiente figura y como puede comprobarse, deslizando la pieza que contiene las limaduras a lo largo del conductor.
En la figura anterior (A) se representa el campo magnético que rodea a una corriente que se aleja del observador, lo cual se indica con el signo (+). En este caso el sentido del campo es contrario al de las agujas de un reloj. En (C) corresponde a un campo que rodea a una corriente que se acerca al observador, lo cual se representa con el signo (.). visto desde este extremo, el campo gira en el mismo sentido que las agujas del reloj.
Forma de hallar el sentido del campo
El sentido del campo que rodea a una corriente que recorre un conductor se halla por la regla de la mano izquierda como se explica a continuación: si se coge el conductor con la mano izquierda, de forma que el dedo pulgar indique en el sentido de la corriente eléctrica, los cuatro dedos restantes indicaran el sentido del campo magnético, como se muestra a continuación. Con esta regla también se puede encontrar el sentido de la corriente, si se conoce el del campo.

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO ENTRE DOS CORRIENTES
Dos corrientes se atraen o se repelen, según sus sentidos. Tres leyes rigen esta acción:
A. Corrientes paralelas que circulan en el mismo sentido producen atracción. En efecto, las líneas de fuerza entre los conductores son opuestas; los campos se restan y el campo resultante es más débil que los exteriores, por lo que éstos tienden a acercar los conductores.
B. Corrientes paralelas que circulan en sentidos opuestos producen repulsión. En este caso las líneas de fuerza entre ambos conductores son del mismo sentido; los dos campos se suman y el campo resultante es más fuerte que los exteriores y tiende a separar los conductores.
C. Corrientes que circulan formando ángulos tienden a ponerse paralelos y del mismo sentido. En la figura se ve que los campos comprendidos entre los cuadrantes M y N son similares al campo existente entre los conductores de A. estos campos se restan y el resultante queda debilitado; los campos comprendidos entre los cuadrantes P y O son semejantes al de B. Por tanto, se suman y el resultante queda fortalecido. El resultado es que los dos conductores tienden a moverse en los sentidos de las flechas X e Y, y a colocarse paralelos con las corrientes en el mismo sentido.

Las tres leyes anteriores pueden resumirse en una que dice: dos circuitos cualesquiera, recorridos por corrientes, tienden a colocarse de modo que puedan compartir el mayor numero posible de líneas de fuerza.

CAMPO MAGNÉTICO DE UNA BOBINA
Si un conductor recto recorrido por una corriente lo doblamos en forma de espira sigue rodeado por las mismas líneas de fuerza (A). Además, el flujo magnético entra por un lado y sale por el otro (B), cumpliendo con la regla de la mano izquierda. Por semejanza con los imanes decimos que se ha formado un polo norte en una cara (por la que salen las líneas de fuerza) y un polo sur en la otra (por la que entran las líneas de fuerza).
Si formamos una serie de espiras arrollando un conductor en forma de hélice obtenemos una bobina. En tal caso, el flujo de cada espira enlaza con el de la siguiente atravesando el interior de las bobinas. Las líneas de fuerza entran por un extremo y salen por el otro, esparciéndose en el exterior por todo el contorno de la bobina, para volver al punto de partida formando curvas cerradas.
En la siguiente figura puede apreciarse la semejanza que existe entre una bobina recorrida por una corriente y in imán. La bobina, en tales condiciones, se comporta como un imán apareciendo en la misma un polo norte, por donde sale el flujo, y un polo sur por donde entra.
Obsérvese que en la bobina A muchas líneas de fuerza no abarcan a todas las espiras por estar algo separadas. Si se aproximan las espiras, de forma que todas sean abarcadas por todas las líneas de fuerza, C, el campo en el interior y en los polos de la bobina resulta mucho más fuerte que el de A.
Polaridad de una bobina.
Se halla por la regla de la mano izquierda, como se explica: se toma la bobina con la mano izquierda de forma que los dedos señalen el sentido de la corriente; el pulgar extendido perpendicularmente a los demás dedos señala el polo norte.
La bobina cambia de polaridad si se invierte el sentido de la corriente que circula por ella.