Campo Magnético

La noción de región del espacio donde se experimentan fuerzas magnéticas la podemos mantener por analogía. Dos imanes interactúan, atrayéndose o repeliéndose, dependiendo de la orientación de ellos. Digamos que polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen. Hasta aquí todo se mantiene análogo, pero si dividimos uno de los imanes en dos partes, observaremos que obtendremos dos imanes con polos opuestos cada uno. Podemos hacer esto, dividirlos, hasta escala atómica y observaremos finalmente que el efecto de polos opuestos magnéticos lo producen las cargas eléctricas en movimiento. Si lográramos detener el movimiento de las cargas entonces el fenómeno magnético desaparecería. Otra forma de explicar esto sería usar un sistema de referencia respecto al cual las cargas eléctricas se encuentren en reposo. El efecto resultaría el mismo: No observaremos campo magnético alguno.

Ya que el campo magnético es una manifestación de la electrodinámica ¿Cómo lo podemos definir?

La forma de cuantificar la interacción magnética y definir el campo magnético es a través de la siguiente ecuación de fuerza sobre una carga $q$ en movimiento con velocidad $\vec v$

$$\vec F_m = q\vec v\times\vec B,$$ (27)

donde $\vec B$ es un campo magnético externo (nada que ver con $q$). Observe que si la carga $q$ no se mueve, ésta no experiementa fuerza magnética. Además, la fuerza magnética es perpendicular tanto a la velocidad de la carga como al campo magnético externo. Se desprende de esta ecuación de fuerza, denominada de Lorentz, que la unidad internacional para el campo magnético es el Tesla: $[B]=Nm/A=T$.

Una forma equivalente de escribir la ecuación de fuerza de Lorentz es

$$\vec F_m=i\vec l\times \vec B,$$ (28)

donde $\vec l$ es el vector que define un segmento de longitud $l$ por donde pasa la corriente $i$.

Un segmento (de extremos fijos) por donde pasa una corriente $i$ en un campo magnético extreno experimentará una deflexión según el producto vectorial (regla de la mano derecha). El campo electromagnético es el mediador en la interacción entre cargas eléctricas. Con mayor precisión, aunque fuera del alcance de estas notas, podemos afirmar: Los fotones son los mediadores en la interacción electromagnética.