Electromagnetismo

Te explicamos qué es el electromagnetismo y cuáles son algunas de sus aplicaciones. Además, su historia y ejemplos.

¿Qué es el electromagnetismo?

El electromagnetismo es la rama de la física que estudia las relaciones entre los fenómenos eléctricos y magnéticos, es decir, las interacciones entre las partículas cargadas y los campos eléctricos y magnéticos.

En 1821 los fundamentos del electromagnetismo fueron dados a conocer con el trabajo científico del británico Michael Faraday, lo que dio origen a esta disciplina. En 1865 el escocés James Clerk Maxwell formuló las cuatro “ecuaciones de Maxwell” que describen por completo los fenómenos electromagnéticos.

Ver además: Electrostática

Aplicaciones del electromagnetismo

Los fenómenos electromagnéticos tienen aplicaciones muy importantes en disciplinas como la ingeniería, la electrónica, la salud, la aeronáutica o la construcción civil, entre otros. Se presentan en la vida diaria, casi sin darnos cuenta, en las brújulas, los parlantes, los timbres, las tarjetas magnéticas, los discos rígidos.

Las principales aplicaciones del electromagnetismo se emplean en:

• La electricidad.
• El magnetismo.
• La conductividad eléctrica y superconductividad.
• Los rayos gamma y los rayos X.
• Las ondas electromagnéticas.
• La radiación infrarroja, visible y ultravioleta.
• Las radioondas y microondas.

Experimentos sobre electromagnetismo

A través de sencillos experimentos es posible comprender algunos fenómenos electromagnéticos, como por ejemplo:

El motor eléctrico. Para hacer un experimento que evidencia una noción básica del funcionamiento de un motor eléctrico, necesitamos:

• • Un imán
  • Una batería AAA
  • Un tornillo
  • Un trozo de cable eléctrico de 20 cm de largo
• Primer paso. Apoyar la punta del tornillo sobre el polo negativo de la pila y apoyar el imán sobre la cabeza del tornillo. Se podrá ver cómo los elementos se atraen debido al magnetismo.
• Segundo paso. Unir los extremos del cable con el polo positivo de la pila y con el imán (que está junto con el tornillo, sobre el polo negativo de la pila).
• Resultado. Se obtiene el circuito pila-tornillo-imán-cable por el que fluye una corriente eléctrica que atraviesa el campo magnético creado por el imán, y éste gira a gran velocidad debido a una fuerza tangencial constante llamada “fuerza de Lorentz”. Por el contrario, si se intenta unir las piezas invirtiendo los polos de la pila, los elementos se repelen.

La jaula de Faraday. A continuación se detalla un experimento que permite comprender cómo fluyen las ondas electromagnéticas en los aparatos electrónicos. Para eso, se necesitan los siguientes elementos:

• • Una radio portátil que funcione con baterías o un teléfono celular
  • Una rejilla metálica de orificios no mayores a 1 cm
  • Un alicate o una tijera para cortar la rejilla
  • Pequeños trozos de alambre para unir la rejilla metálica
  • Papel de aluminio (puede no ser necesario)
• Primer paso. Cortar un trozo rectangular de rejilla metálica de 20 cm de alto por 80 cm de largo, de modo que se pueda armar un cilindro.
• Segundo paso. Cortar otro trozo circular de rejilla metálica de 25 cm de diámetro (debe tener un diámetro suficiente para tapar el cilindro).
• Tercer paso. Unir los extremos del rectángulo de la rejilla metálica de modo que se forme un cilindro y sujetar los con trozos de alambres.
• Cuarto paso. Colocar la radio encendida dentro del cilindro metálico y tapar el cilindro con el círculo de rejilla metálica.
• Resultado. La radio dejará de sonar porque las ondas electromagnéticas del exterior no pueden atravesar el metal.
  Si en lugar de una radio encendida se introduce un teléfono celular y se llama a ese número para hacerlo sonar, ocurrirá que no sonará. En caso de que suene, deberá utilizarse una rejilla metálica de mayor espesor y orificios más pequeños, o bien envolver el celular en papel aluminio. Algo similar ocurre cuando se habla por el teléfono celular y se ingresa a un ascensor, lo que provoca que la señal se corte es el efecto de la “jaula de Faraday”.

¿Para qué sirve el electromagnetismo?

El electromagnetismo resulta muy útil para el ser humano ya que hay infinidad de aplicaciones que permiten satisfacer sus necesidades. Muchos instrumentos que se utilizan a diario funcionan debido a los efectos electromagnéticos. La corriente eléctrica que circula por todos los conectores de una casa, por ejemplo, brinda múltiples usos (el horno microondas, el ventilador, la licuadora, la televisión, la computadora) que funcionan debido al electromagnetismo.

Magnetismo y electromagnetismo

El magnetismo es el fenómeno que explica la fuerza de atracción o de repulsión entre materiales magnéticos y cargas en movimiento.

El electromagnetismo involucra a fenómenos físicos producidos por cargas eléctricas en reposo o en movimiento, que dan lugar a campos eléctricos, magnéticos o electromagnéticos, y que afectan a materia que puede estar en estado gaseoso, líquido y sólido.

Ejemplos de electromagnetismo

Existen numerosos ejemplos de electromagnetismo y entre los más comunes se encuentran:

• El timbre. Es un dispositivo capaz de generar una señal sonora al pulsar un interruptor. Funciona a través de un electroimán que recibe una carga eléctrica, lo que genera un campo magnético (un efecto imán) que atrae a un pequeño martillo que impacta contra la superficie metálica y emite un sonido.
• El tren de levitación magnética. A diferencia del tren impulsado por una locomotora eléctrica que avanza sobre rieles, éste es un medio de transporte que se sostiene y se propulsa por la fuerza del magnetismo y por los poderosos electroimanes ubicados en su parte inferior.
• El transformador eléctrico. Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir el voltaje (o la tensión) de una corriente alterna.
• El motor eléctrico. Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica, produciendo movimiento por acción de los campos magnéticos que se generan en su interior.
• La dinamo. Es un generador eléctrico que utiliza la energía mecánica de un movimiento giratorio y la transforma en energía eléctrica.
• El horno microondas. Es un horno eléctrico que genera radiaciones electromagnéticas en la frecuencia de las microondas. Estas radiaciones hacen vibrar las moléculas de agua que poseen los alimentos, lo que produce calor de manera rápida, cocinando los alimentos.
• La resonancia magnética. Es un examen médico a través del cual se obtienen imágenes de la estructura y composición de un organismo. Consiste en la interacción de un campo magnético creado por una máquina, el resonador magnético, (que funciona como un imán), y los átomos de hidrógeno contenidos en el organismo de la persona. Esos átomos son atraídos por el “efecto imán” del aparato y generan un campo electromagnético que es captado y representado en imágenes.
• El micrófono. Es un dispositivo que detecta la energía acústica (el sonido) y la transforma en energía eléctrica. Lo hace a través de una membrana (o diafragma) que es atraída por un imán dentro de un campo magnético y que produce una corriente eléctrica que es proporcional al sonido recibido.
• El planeta Tierra. Nuestro planeta funciona como un imán gigante debido al campo magnético que se genera en su núcleo (formado por metales como el hierro, el níquel). El movimiento de rotación de la Tierra genera una corriente de partículas cargadas (los electrones de los átomos del núcleo terrestre). Esta corriente produce un campo magnético que se extiende varios kilómetros por encima de la superficie del planeta y que repele las radiaciones solares perjudiciales.

Historia del electromagnetismo

• 600 a. C. El griego Tales de Mileto observó que al frotar un trozo de ámbar, éste se cargaba y era capaz de atraer trozos de paja o plumas.
• 1820. El danés Hans Christian Oersted realizó un experimento que por primera vez unió los fenómenos de la electricidad y del magnetismo. Consistió en acercar una aguja imantada a un conductor por el que circulaba una corriente eléctrica. La aguja se movió de modo que evidenció la presencia de un campo magnético en el conductor.
• 1826. El francés André-Marie Ampère desarrolló la teoría que explica la interacción entre la electricidad y el magnetismo, denominada “electrodinámica”. Además, fue el primero en denominar a la corriente eléctrica como tal y en medir la intensidad de su flujo.
• 1831. El físico y químico británico, Michael faraday, descubrió las leyes de la electrólisis y la inducción electromagnética.
• 1865. El escocés James Clerk Maxwell dio a conocer los fundamentos del electromagnetismo al formular las cuatro “ecuaciones de Maxwell” que describen los fenómenos electromagnéticos.

Sigue con: Ley de Faraday

Referencias

• «What is histology?» en Ivy Roses.
• «Histología» en Wikipedia.
• «Histology» en Wikipedia.
• «Clasificación de los Tejidos» en Ciencias Biológicas.
• «Electromagnetismo» en Wikipedia.
• «¿Para qué sirve el electromagnetismo?» en Karen Linda.
• «¿Qué hace un micrófono?» en Audio Technica.
• «Electromagnetismo» en Madriod.
• «La Jaula de Faraday» (video) en Educacciontv.
• «Una Breve Historia del Electromagnetismo» en Nusgrem.