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Líneas de campo
En física, las líneas de campo magnético son las líneas que representan gráficamente el curso de un campo magnético y, por tanto, la fuerza y las propiedades de un imán. Hacen visibles las respectivas líneas de campo magnético en el contexto de una carga de prueba y se representan esquemáticamente. Cuanto más fuerte sea el campo magnético respectivo, más juntas se mostrarán las líneas de campo. Esta fuerza se describe en la intensidad de campo magnético H.
Cuando Michael Faraday (1791-1867) investigó el efecto de fuerza de los imanes de barra, también introdujo las líneas de campo con el término campo magnético. Los llamados diagramas de líneas de campo son modelos puramente visuales para describir mejor las propiedades de los campos magnéticos de todo tipo. También son relevantes a la hora de considerar el efecto de fuerza de imanes de todo tipo.
Diferencias entre líneas de campo magnético y eléctrico
En física se distinguen dos tipos de líneas de campo:
- Las líneas de campo eléctrico,que parten de un punto de un cuerpo cargado. Se extienden linealmente en el espacio. Comienzan en un cuerpo cargado positivamente y terminan en un objeto cargado negativamente.
- Líneas de campo magnético, parten siempre de un polo norte magnético. Son autónomas, es decir, no tienen principio ni fin.
Por tanto, el modelo de línea de campo eléctrico dibuja imágenes lineales, mientras que el modelo de línea de campo magnético describe círculos magnéticos.
¿Cómo discurren las líneas de campo en un imán?
Las líneas de campo magnético generalmente corren vertical y circularmente desde el polo norte al sur de un imán. Esto significa que la dirección respectiva, es decir, el rumbo, está claramente indicada. Si colocaras la aguja de una brújula en el campo de un imán, siempre se alinearía en la dirección del Polo Norte. De esta manera se pueden determinar rápidamente los dos polos de un imán.
Otra particularidad es que las líneas no terminan en el polo sur, sino que recorren todo el cuerpo hasta el polo norte magnético. Esto se debe a que no existe un origen ni una fuente de estas fuerzas magnéticas. Físicamente, esto significa que las líneas de campo no indican una carga positiva o negativa, como las cargas eléctricas. En las líneas de campo de un objeto cargado eléctricamente, por ejemplo una bobina, las fuerzas viajan desde una fuente en dirección lineal. La densidad de las líneas del campo magnético ilustra el poder del imán.
¿Por qué las líneas de campo no pueden intersecarse?
Las líneas de campo son siempre líneas cerradas, sin principio ni fin. Esto se debe a que el campo magnético, que se describe matemáticamente mediante la ecuación de Maxwell, es un campo denominado vórtice. Siempre discurren paralelas entre sí. Esto queda claramente definido por la dirección de la fuerza hacia el polo norte magnético.
¿Dibujan los distintos tipos de imán diferentes patrones de líneas de campo?
El curso de las líneas de campo es independiente de los diferentes tipos de imanes. Siempre discurren en círculo desde el polo norte hasta el polo sur y a través del material. Sin embargo, la posición de los polos es importante para las diferentes formas y las respectivas imágenes de líneas de campo. Los polos de estas líneas de campo magnético están ubicados de manera diferente:
- Anillos magnéticos
- Imanes de barra
- Discos magnéticos
- Imanes de herradura
La disposición de los polos modifica gráficamente los patrones de las líneas de campo. De este modo, la fuerza del imán también puede aprovecharse de forma diferente.