Campo magnético inducido por una corriente eléctrica

 

Fue el físico danés Hans Christian Oersted quien demostró por primera vez en 1820 que electricidad y magnetismo estaban relacionados.

Descubrió que si se acerca una brújula a un hilo conductor por el que fluye una corriente eléctrica, la aguja imantada de la brújula, que normalmente apunta hacia el norte terrestre, tiende a orientarse perpendicular al eje del hilo.

Esto es debido a que la corriente eléctrica que circula por el conductor crea un campo magnético alrededor de éste, cuyas líneas de fuerza se distribuyen de forma concéntrica al hilo y con dirección según la regla de la mano derecha. Esta regla indica que si el pulgar se posiciona en la dirección del flujo convencional de la corriente, el resto de los dedos de la mano derecha apuntarán en la dirección de las líneas de fuerza del campo magnético inducido.

De esta forma, la aguja imantada se alinea con las líneas de fuerza del campo magnético generado por la corriente eléctrica. Si la brújula se coloca debajo del hilo conductor, la aguja se mueve en una dirección hacia la alineación con las líneas de fuerza y si la brújula se coloca encima del hilo conductor, la aguja se mueve en la dirección contraria hacia la alineación con las líneas del campo magnético.

Igualmente, si cambiamos la polaridad de la fuente de alimentación, la aguja imantada de la brújula se alineará con las líneas de campo en dirección contraria a la descrita previamente, siguiendo la regla de la mano derecha.

Si damos forma de anillo al conductor, las líneas de fuerza del campo magnético inducido se concentran en el centro del anillo del hilo conductor, siendo la intensidad del campo magnético mucho mayor en ese punto.

Si arrollamos el hilo conductor en múltiples espiras formando una bobina, se suman las líneas de fuerza del campo magnético de cada una de las espiras, concentrándose las líneas de fuerza de forma más intensa en el centro de la bobina.

La distribución de las líneas de fuerza del campo magnético inducido en una bobina se parece mucho a la que tiene un imán permanente, simulando un polo norte (por donde salen las líneas de campo) y un polo sur (por donde entran las líneas de campo). Es lo que se denomina un electroimán.

Si usamos de nuevo la regla de la mano derecha, al colocar los dedos largos de la mano en la dirección del flujo convencional de la corriente por la bobina, el pulgar nos indicará el polo norte del electroimán.

A diferencia del imán permanente, en un electroimán podemos variar la intensidad del campo magnético inducido. Si aumentamos el número de espiras o vueltas de la bobina y si aumentamos la intensidad de la corriente eléctrica que fluye por la bobina, aumentaremos la intensidad del campo magnético.

También podemos variar la intensidad del campo magnético inducido si variamos el medio en el que se crea. A este factor medio en el que se desarrolla el campo magnético se le llama permitividad. Así, para el vacío y a efectos prácticos para el aire, la permitividad de estos medios es igual a:

Si el núcleo del electroimán lo rellenamos con un material ferro-magnético, por ejemplo con hierro, también aumentaremos la intensidad del campo magnético inducido. 

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