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Líneas de fuerza
Las líneas de fuerza magnéticas -también conocidas como líneas de campo o líneas de campo magnético según el diccionario- son estructuras lineales que representan el flujo dentro de un campo magnético. Sin embargo, no sólo muestran la dirección de las fuerzas magnéticas actuantes. También indican la intensidad del campo magnético en cada zona individual alrededor del imán.
El término "campo" debe definirse con mayor precisión. Mientras que las líneas de fuerza en un campo de fuerza magnético se mueven dentro de un sistema cerrado y independientemente de una carga positiva o negativa, las líneas de campo en un campo de fuerza eléctrico discurren sin tal límite. También dependen de una fuente de carga.
¿Cómo funcionan las líneas de fuerza?
En un imán de barra o de herradura hay un polo en cada extremo. Se trata de una zona en cuyas inmediaciones existe una intensidad de campo magnético especialmente elevada. Cada uno de estos dos campos magnéticos se ve influido por el otro debido a la escasa distancia que suele haber entre ambos polos.
Para simplificar, supondremos que las líneas de campo entran por el polo sur de un imán y salen por el polo norte. En el interior de una bobina o barra magnética, las líneas de campo son paralelas entre sí en la dirección correspondiente. Fuera del imán, forman líneas en forma de media luna, ya que no se tocan entre sí y siguen el camino más corto posible desde el polo norte hasta el polo sur. Las líneas de campo son, por tanto, autónomas. No hay principio ni final reconocibles.
Si ahora el polo norte de la barra magnética se coloca en las inmediaciones de un objeto ferromagnético, las líneas de fuerza se funden en él. El objeto ferromagnético se magnetiza y su polo sur recién creado se dirige hacia el polo norte del imán. Las líneas de campo van entonces desde el polo norte del cuerpo magnetizado hasta el polo sur del imán.
¿Qué importancia tienen las líneas de fuerza magnéticas?
Las líneas de fuerza magnéticas proporcionan al observador diversos datos. Por ejemplo sobre:
- Intensidad del campo magnético en distintos puntos
- Dirección en la que actúa la fuerza del campo magnético
- Permeabilidad y saturación magnética de un material metálico
Son especialmente útiles para medir la intensidad de un campo magnético en cada punto individual alrededor del cuerpo magnético, ya que la densidad de la línea de campo permite sacar conclusiones directas sobre la intensidad del campo magnético que prevalece en el punto respectivo. Los distintos metales ofrecen a las líneas de fuerza diferentes cantidades de espacio. En consecuencia, algunos metales se saturan magnéticamente mucho más rápido que otros. Por tanto, las líneas de campo también permiten extraer conclusiones sobre la idoneidad de determinados materiales en cuanto a su permeabilidad y comportamiento de saturación.
Además, las líneas de fuerza magnéticas proporcionan información sobre la dirección en la que irradia el campo magnético. Si, por ejemplo, se coloca polvo de hierro sobre una hoja de papel, se coloca una barra magnética debajo y se agita ligeramente la hoja, el polvo se dispondrá a lo largo de las líneas de fuerza. La razón es el magnetismo dominante, que convierte las pequeñas partículas de hierro en innumerables imanes individuales de pequeño tamaño. Las partículas más pesadas se adhieren a los polos magnéticos y atraen hacia sí las limaduras de hierro más ligeras y pequeñas.
No sólo se reconoce que el campo magnético es más intenso en los polos del imán, sino que también queda claro el curso de las líneas de campo y, por tanto, la dirección en la que actúa la fuerza del campo magnético. Las líneas de fuerza irradian en línea recta en los extremos de los polos magnéticos y desde allí se dirigen en arcos cada vez mayores hacia el otro, ya que no pueden cruzarse debido al efecto de repulsión mutua. La dirección de las líneas de fuerza y, por tanto, la del campo de fuerza magnético también se indica cuando se introduce en el campo una pequeña aguja magnética que se mueve libremente.