Electromagnetismo

El electromagnetismo es una expresión que designa la totalidad de los fenómenos eléctricos y magnéticos. En física, el electromagnetismo hace referencia a una comprensión unificada de la electricidad y el magnetismo. En física, la teoría del electromagnetismo se denomina «electrodinámica».

Descubrimiento del electromagnetismo

Durante mucho tiempo, en física no se hizo una distinción clara entre las fuerzas eléctricas y las magnéticas. Esto llevaba a confundir ambos fenómenos o los investigadores no veían relación alguna entre la electricidad y el magnetismo.

No fue hasta 1820 cuando Oersted comprobó que un conductor portador de corriente genera una fuerza magnética sobre la aguja de una brújula próxima y constató de este modo que de las cargas en movimiento emana un campo magnético. En 1864, James Clerk Maxwell formuló las ecuaciones de Maxwell y desarrolló así los fundamentos matemáticos de la electrodinámica para una descripción unificada del electromagnetismo.

Encontrará más información al respecto en nuestra guía sobre la historia de los imanes.

Fundamentos del electromagnetismo

Las cargas eléctricas son las fuentes de los campos eléctricos. Los campos magnéticos se generan a través de corrientes, es decir, cargas en movimiento, y campos eléctricos variables en el tiempo, que a su vez también se generan a través de campos magnéticos variables en el tiempo.

Los objetos cargados ejercen fuerzas eléctricas entre sí. Existen cargas eléctricas positivas y negativas. Los cuerpos con cargas iguales (esto es, ambos con carga negativa o ambos con carga positiva) se repelen y los cuerpos con cargas diferentes (uno negativo y otro positivo) se atraen. Al respecto se constató que las fuerzas desaparecen si las cargas pueden escapar. Esto puede darse, p. ej., a través del contacto con piezas metálicas conectadas a tierra o simplemente tocando los cuerpos cargados, aunque esto puede provocar una descarga eléctrica.

Sobre los imanes actúa una fuerza aunque los cuerpos no estén cargados. El efecto de la fuerza no desaparece si los cuerpos se conectan a tierra o se tocan. Esto se debe a que las fuerzas magnéticas están causadas por el movimiento de los electrones en el material magnético. El movimiento de carga se produce en los átomos individuales del material magnético y no hay exceso de carga que pueda escapar por ningún lado.

De las cargas en movimiento emanan siempre fuerzas magnéticas. Así se genera siempre un campo magnético con un polo norte y un polo sur. No existen fuentes del campo magnético tal y como las cargas constituyen las fuentes de los campos eléctricos. Durante la generación de un electroimán, se envía una fuerte corriente a través de una bobina, lo que genera una fuerte fuerza magnética.

Muchos fenómenos del electromagnetismo, como la existencia de ondas electromagnéticas, pueden predecirse y calcularse a partir de las ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo como explicación de fuerzas y fenómenos de la vida cotidiana

Además del electromagnetismo y las fuerzas asociadas, las únicas otras fuerzas físicas básicas son la gravedad y las fuerzas nucleares. Todos los fenómenos de nuestro mundo pueden explicarse mediante estas fuerzas. En este sentido, cabe destacar que casi todas las fuerzas y fenómenos que observamos en la vida cotidiana son de naturaleza electromagnética. Solo las fuerzas de la energía atómica son fuerzas nucleares apreciables y la atracción de los cuerpos por la tierra, así como el movimiento de las estrellas, los planetas y las lunas en el firmamento celeste son fenómenos de gravitación.

La electrodinámica abarca las teorías del magnetismo y la electricidad en su totalidad. Es asombroso cómo en física se recurre a la electrodinámica para explicar una gran variedad de fenómenos que, en un principio, no son claramente reconocibles como fenómenos eléctricos o magnéticos.

La estabilidad de la propia materia se explica principalmente por el electromagnetismo. En los átomos, los electrones cargados negativamente orbitan alrededor del núcleo atómico cargado positivamente.

La dureza, el color, el brillo, la forma, la conductividad térmica y muchas otras propiedades de la materia se explican por las fuerzas electromagnéticas. Todas las radiaciones energéticas mensurables en nuestro entorno (a excepción de la radiación de partículas) son ondas electromagnéticas como las ondas de radio, la radiación de los teléfonos móviles, las microondas, la radiación térmica, la luz y los rayos X. Solo se diferencian por sus distintas longitudes de onda.

Si se conocen algunos parámetros del material, se puede calcular con precisión el color, la conductividad eléctrica, la reflexión en la superficie, la transmisión de la luz de una materia o la refracción de la luz en la superficie. Esto se aplica no solo a la luz, sino también a las ondas de radio, los rayos X y todas las demás ondas electromagnéticas.

Por tanto, una comprensión básica del electromagnetismo no solo es útil en el desarrollo de circuitos electrónicos, sino que también puede servir para explicar los fenómenos más diversos de nuestro entorno.