Hoy vamos a hablar de la electricidad y magnetismo, vamos a hablar de estos dos conceptos tan diferentes entre sí y a la vez tan unidos entre ellos, a lo largo de este artículo vamos a desentrañar esta presunta paradoja de la gran diferencia en la igualdad entre ellos.
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Electricidad y magnetismo: dos conceptos de un mismo fenómeno
Cuando hablamos de electricidad y magnetismo estamos hablando en realidad de dos aspectos, de dos asuntos claramente diferenciados, pero a la vez estamos hablando de dos aspectos que parten de un mismo denominador común, de un mismo fenómeno físico que los interrelaciona.
Este gran común denominador de la electricidad y magnetismo es el denominado electromagnetismo, un electromagnetismo cuya descripción matematiza fue realizada por Maxwell en sus ecuaciones.
Debemos de partir de la base que el campo magnético resulta producido por el movimiento de una carga eléctrica, así de la variación de un campo magnético resulta producido un campo eléctricas, el que a su vez ocasiona un movimiento acelerado (generador de ondas electromagnéticas) de cargas eléctricas.
Un buen ejemplo de lo anterior se encuentra por ejemplo en las descargas producidas por los rayos y que resultan perfectamente audibles en aquellos receptores que cuentan con un sistema integrado de radio AM).
De todo lo anterior se desprende la profunda interrelación existente entre electricidad y magnetismo, de todo lo anterior también se desprende también que existen marcadas diferencias entre ambos y en los siguientes apartados vamos a pasar a desglosar ambos conceptos, empezaremos por el magnetismo.
Características del magnetismo
El término magnetismo proviene del latín, concretamente proviene del término “magnes” y tiene una relación directa con el vocablo “imán”.
El magnetismo puede definirse como aquel fenómeno físico en el que los determinados materiales que entran en juego generan fuerzas atrayentes o repulsivas con relación a los otros materiales con los cuales interactúan.
Cuando se habla de materiales con propiedades magnéticas uno puede referirse a muy distintos tipos de materiales, concreta y muy especialmente el factor magnético resulta muy destacable en materiales como cobalto (con las aleaciones además que el mismo pueda tener), el hierro o el níquel.
Si bien los anteriores materiales son los que tienen una relación directa con el magnetismo, y en consecuencia con la electricidad y magnetismo, no puede decirse ni mucho menos que sean los únicos materiales que mantienen algún tipo de relación con el mismo, y ello es así pues en realidad todos los materiales tienen algún tipo de influencia en aquello relacionado con los campos magnéticos.
En una clara relación entre electricidad y magnetismo puede decirse que una de las manifestaciones relacionadas con la física de este es el de la radiación electromagnética formando parte de uno de los dos componentes de esta, uno de los claros ejemplos de ello se encuentra en la luz.
Siguiendo con la nítida relación entre electricidad y magnetismo decir que cada electrón, en esencia, no es otra cosa que un minúsculo imán lo que supone que cuando una gran variedad de electrones resultan orientados desordenadamente, y sin un carácter previamente fijado, en direcciones opuestas ello no es así, pero cuando se trata de un imán, la gran mayoría de electrones se orientan en la misma dirección.
De todo lo anterior también puede, y debe, inferirse que la estructura del material es la que determina el comportamiento magnético del mismo, por supuesto la configuración electrónica es el claro factor determinante del mismo.
Relación entre magnetismo y electricidad
Antes de adentrarnos en las características concretas de la electricidad en esta exposición de la ecuación relacionada que supone la electricidad y magnetismo conviene detenerse por un momento en un asunto puente que relaciona ambos conceptos y que a su vez termina aportando una visión de conjunto completa: conviene detenerse a tratar la relación de relatividad especial entre electricidad y magnetismo, entre magnetismo y electricidad.
Entrando en el ámbito de los campos y de las fuerzas magnéticas debe decirse que el magnetismo es aquel resultado ocasionado por un campo magnético ocasionado, por ejemplo, por un dipolo magnético o también por una corriente eléctrica que genera dicho campo magnético.
Así, visto lo anterior, puede decirse que en el magnetismo una de las características es que siempre existe un movimiento permanente en las partículas que mantienen carga eléctrica. Un ejemplo de ello es el movimiento de los electrones que se sitúan en los alrededores de un núcleo atómico.
El puente más claro de interrelación entre electricidad y magnetismo se encuentra en los electromagnéticos, por ello ahora conviene hablar un poco de los mismos.
Un electroimán es un imán que está realizado con una bobina realizada con alambrado eléctrico que se encuentra situado alrededor de un material magnético como, por ejemplo, puede ser el hierro.
Una de las claras utilidades de este tipo de imanes es la de aquellos imanes que requieren de una doble función, de la función de estar en ocasiones encendidos y de estar en otras ocasiones apagados. Existirían muchos ejemplos de este tipo de imanes que requieren de este tipo de imanes de encendido y de apagado, pero para poner uno de los ejemplos más claros al respecto puede nombrarse el supuesto de las granes grúas que trabajan en catatarías de desguace de vehículos y que sirven para levantar grandes piezas metálicas cuando se requiere.
Características de la electricidad
El término electricidad viene del griego “elektron” y es un fenómeno físico que encuentra su origen en las cargas eléctricas, la energía de le electricidad se pone de manifiesto de distintas maneras, así la misma puede ser representada tanto por sistemas mecánicos, como por sistemas químicos, luminosos o, entre muchos otros, térmicos.
Cuando se habla de electricidad se está hablando del flujo de electrones y su observación puede resultar tanto en procesos naturales atmosféricos como, por ejemplo, es el caso de los rayos, así como, incluso, en sistemas biológicos como es el funcionamiento del sistema nervioso.
La electricidad es capaz de ejercer distinto tipo de fuerzas, entre estas distintas fuerzas que es capaz de ejercer la electricidad se encuentran las fuerzas magnéticas, fuerzas que -tal y como ya se ha visto a lo largo de este artículo- se producen cuando las cargas eléctricas resultan en movimiento.
Otra clara relación de la electricidad y magnetismo se encuentra en los campos eléctricos y magnéticos que se generan, estos campos resultan campos vectoriales capaces de ser caracterizados punto a puto en el espacio y momento a momento a nivel temporal a través de un módulo, sentido y dirección.
Existen distintas propiedades asociadas a este tipo de campos siendo una de las propiedades principales la que emana del principio de superposición, dicho principio establece que el campo resultante es el resultado de la suma vectorial de los campos independientes que han sido creados independientemente por cada una de las cargas eléctricas que han operado.
De lo anterior se logra sacar un descripción limpia y nítida, a la vez que asequible, del asunto. Esa descripción limpia y nítida, esta descripción asequible se representa en curvas tangentes a la dirección de los vectores al campo.
Si lo expresado en el punto anterior lo enfocamos concretamente en los campos eléctricos podemos ver que ducha línea tiene correspondencia directa con la trayectoria que condicionalmente sigue una carga carente de masa y que esté libre dentro del seno del campo, para que ello se de así la misma debe dejarse mover de una forma lenta, muy lenta.
Debemos tener presente que la materia, de forma habitual, resulta neutra y que la carga eléctrica que la misma presenta acostumbra a ser nula. Ahora bien, que lo anterior sea así no supone que el interior de la materia resulte carente de cargas tanto positivas como negativas o que no se localicen corrientes eléctricas a nivel atómicos y molecular.
Siendo lo anteriormente expuesto así cabe decir que el supuesto de que dos de las cargas resulten opuestas entre sí entonces entramos en los campos denominados como dipolares, siendo los campos dipolares una de las bases para lograr describir con precisión por ejemplo los enlaces iónicos a nivel molecular.
Para finalizar con este artículo tan sólo hacer mención más específica al ya nombrado electromagnetismo como gran eje de relación entre la electricidad y magnetismo.
Así, realizando un acercamiento al electromagnetismo podemos decir que el mismo es aquella teoría física en la que resultan unificados los conceptos de electricidad y magnetismo, tal y como ya se ha dicho ello se sustenta en los conceptos de Maxwell, si bien los fundamentos son los establecidos por Faraday.
El formulado de dicha teoría es relativamente simple y es un formulado simple pues el mismo relaciona tanto el campo eléctrico con el campo magnético y las respectivas fuentes materiales existentes, eso es con la densidad de carga eléctrica, la vez que con la corriente eléctrica y la de desplazamiento, amen de estar relacionado también con el desplazamiento eléctrico.
Sin duda, dicha unificación relacional es la que permite establecer la clara relación existente entre los distintos campos eléctricos que utilizamos uno y cada uno de nosotros a lo largo de cualquier día de nuestras vidas.
