ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 13

LOS BOLSILLOS DE FARADAY.
 
 


Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

C

Cuentan que Miguel Faraday durante años cargaba en la bolsa de su pantalón un pequeño imán y un pedazo de alambre de cobre
En su casa le reclamaban que esas cosas inútiles que llevaba, sólo servían para romperle las bolsas que ya se cansaban de zurcirle.

La idea fija que no se apartaba de su mente era: Si una corriente eléctrica produce un campo magnético, debe ser posible con un campo magnético, producir una corriente eléctrica.
Por esa razón llevaba siempre el imán y el pedazo de alambre, tratando de pensar cómo con el imán podría producir una corriente eléctrica en el alambre.
Por fin, tras de años de bolsas rotas, en 1830 encontró la solución.
Conectó los extremos de una bobina a un galvanómetro, ¿recuerdan?, el aparato que substituyó a la pata de la rana para detectar la corriente.
Claro que la aguja del instrumento no se movió, pues en los extremos de la bobina no había voltaje.
Pero ahora, introdujo su imán en la bobina.
Mientras metía el imán en la bobina, la aguja del galvanómetro se desviaba, pero una vez con el imán dentro de la bobina, en reposo, la aguja del instrumento, volvía a cero.
Al sacar el imán de la bobina, el instrumento volvía a indicar el paso de corriente, pero ahora de sentido contrario.
Lo mismo daba que moviera el imán o la bobina, la aguja que indicaba el paso de la corriente se movía siempre que hubiera un movimiento relativo entre el imán y la bobina.
Dedujo de sus experimentos, que se inducía un voltaje en un conductor que tuviera un movimiento relativo a un campo magnético.
No importaba si era el conductor o el campo, el que se moviera, o que simplemente se hiciera variar el flujo magnético respecto al conductor.
Cuantificó sus resultados y encontró que el voltaje, o sea la tensión eléctrica, producido en los extremos del alambre, era directamente proporcional a la longitud del conductor, a la densidad del flujo magnético y a la velocidad relativa entre uno y otro.
Es decir, en las mismas circunstancias, la tensión eléctrica producida entre los extremos del alambre, es mayor mientras más largo sea éste. Para la misma longitud de alambre, la tensión será mayor mientras mayor sea el flujo magnético (la densidad de campo); y, para la misma longitud de alambre y la misma densidad de campo magnético, la tensión inducida será mayor, mientras mayor sea la velocidad a que se mueven uno con respecto al otro.
¡Eh aquí la base de nuestros fenómenos electromagnéticos: un conductor, un campo magnético y movimiento!
Hagamos un análisis más sencillo (o más profundo), de estos fenómenos:
Ya habíamos dicho (Weber, Gauss, Oersted, etc.) que una corriente eléctrica produce un campo magnético.
Pero una corriente eléctrica no es más que una carga eléctrica en movimiento.
Es decir, si un electrón se mueve, constituye una corriente eléctrica.
Por lo tanto un electrón en movimiento debe producir un campo magnético.
¡Pero los electrones nunca están quietos!
Recuerdan que nuestro átomo de hidrógeno está formado por un núcleo alrededor del cual gira un electrón en una órbita determinada.
Por lo tanto ese átomo de hidrógeno debe tener su propio campo magnético producido por el electrón en movimiento.
Cada electrón siempre tiene asociado con él, un campo eléctrico y un campo magnético.
Las líneas de fuerza del campo magnético del electrón son círculos concéntricos a la trayectoria de su movimiento.
¿Recuerdan nuestro alambre en la hoja de papel?
¿Qué sucederá si lanzamos un electrón en un campo magnético?
El campo magnético tiene sus líneas de fuerza, ¿recuerdan?, son como ligas estiradas.
El electrón en movimiento produce también su propio campo magnético de líneas de fuerza de círculos concéntricos a su movimiento.
En el espacio que rodea al electrón tenemos ahora dos campos magnéticos en pleito: el campo magnético en el que lanzamos al electrón y el campo magnético propio del electrón en movimiento.
¿Qué sucede?
Que las líneas de fuerza de un lado de la trayectoria del electrón se suman a las líneas de fuerza del campo existente en que lo lanzamos y las líneas de fuerza del otro lado de la trayectoria del electrón, se restan (están en sentido contrario) a las líneas de fuerza del campo existente.
El resultado es que en un lado de la trayectoria del electrón se aumenta el campo magnético, hay más líneas de fuerza y en el otro lado, se disminuye, hay menos líneas de fuerza.
Pero recuerdan que estas líneas de fuerza del campo magnético son como ligas estiradas que tratan de tener la mínima longitud.
 Por lo tanto las líneas de fuerza del campo magnético, que tratan de producir un campo uniforme, empujan al electrón del sentido del campo más fuerte al campo más débil y el electrón se desvía en su trayectoria.
Por eso las llamamos líneas de "fuerza".
O sea que, si lanzamos un electrón en un campo magnético, éste se desvía formando una trayectoria curva (parabólica), igual que si lanzamos la bala de un rifle en un campo gravitacional.
¿No son estas "fuerzas" igualmente misteriosas?
Igualmente podemos analizar qué es lo que sucede al mover un conductor en un campo magnético.
Los electrones libres de nuestro conductor constituyen una corriente eléctrica en el sentido (¡contrario! ¡Otra vez el electrón negativo!) en que movamos al conductor y cada uno producirá por lo tanto su propio campo magnético, que será tanto más intenso, cuanto mayor sea la velocidad a que los movamos.
El campo magnético en el que movemos al conductor reaccionará con los campos magnéticos de cada electrón libre de éste, que ejercerá sobre ellos una fuerza, desplazándolos a lo largo del conductor, amontonándolos en un extremo del conductor.
Tenemos por lo tanto en nuestro conductor exceso de electrones en un extremo y defecto de ellos en el otro, o sea un voltaje, o tensión eléctrica.
Este voltaje será tanto mayor, cuanto más largo sea el conductor (mayor la cantidad de electrones sometidos a la acción), cuanto mayor sea la velocidad (mayor será el campo magnético de cada electrón, es decir mayor será la corriente) y más intenso sea el campo inductor (habrá más líneas de fuerza que ejerzan la acción).
La aplicación práctica de estas fuerzas misteriosas puestas al servicio de la Humanidad, son las que han hecho posible los adelantos modernos.

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.