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ELECTROMAGNETISMO
A finales del siglo XVIII y principios del XIX muchos científicos y filósofos creían que todas las fuerzas de la naturaleza tenían la misma fuente. Esto era especialmente fácil de creer sobre la electricidad (ver electricidad) y el magnetismo (ver magnetismo). Ambos fenómenos parecían tener dos cosas - una carga negativa y una positiva o un polo norte y uno sur. Además, las cargas y los polos similares se repelen y las cargas y los polos contrarios se atraen. Se observó que las agujas del compás podían ser afectadas por las descargas de rayos y Benjamín Franklin había reportado que él había magnetizado agujas con una corriente eléctrica almacenada. Sin embargo, no existía evidencia firme que ligara la electricidad y el magnetismo hasta que Hans Christian Oersted llevó a cabo un experimento crítico durante una ponencia en 1820. No se sabe con certeza si  fue un accidente o un experimento cuidadosamente planeado. Oersted mismo había creído por al menos 12 años que la electricidad y el magnetismo estaban ligados. Cualquiera que haya sido su intención, colocó un alambre arriba de una aguja de compás, conectó ambos extremos a una batería y la aguja se movió hasta que estuvo en ángulos derechos al alambre.
Por medio de experimentos posteriores y usando instrumentos similares al que se presenta abajo, pudo determinar que la influencia magnética rodeaba el cable en un círculo.
 Cortesía del gabinete de física de la Universidad de Coimbra. Una aguja magnética se balancea en la barra central. Los dos extremos sostienen un alambre de metal. Cada extremo del alambre se extiende hacia abajo a través de los postes de madera y se conecta a un poste pequeño de metal. Cuando se conectaba uno de los postes de metal al polo positivo de la batería y el otro poste de metal se conectaba al polo negativo de la batería, corría corriente en el alambre. La aguja entonces cambiaba de posición hasta formar ángulos derechos al alambre.
La regla derivada de los trabajos de Oersted es como sigue: si se mantiene un alambre en la palma de su mano derecha de tal manera que el pulgar apunte en dirección de la corriente, sus dedos circulan en la misma dirección del campo magnético.
 Este dibujo ilustra esta regla. La línea roja es un segmento de un alambre y la flecha designa la dirección de la corriente, I. Los círculos azules representan las líneas del campo magnético, B, y la flecha apunta significativamente en dirección del campo magnético (recuerde, los físicos concuerdan que el campo magnético va de norte a sur).
 El descubrimiento de Oersted de que una corriente crea un campo magnético fue muy importante. Michael Faraday, un investigador físico e instructor en el Instituto Real en Inglaterra, leyó el trabajo de Oersted que describía su descubrimiento y sus conclusiones. Como Oersted probó que una corriente eléctrica podía crear un campo magnético, Faraday estaba decidido a usar un campo magnético para crear una corriente eléctrica. En 1831 logró crear una corriente eléctrica con un campo magnético cambiable. El énfasis está en el campo magnético cambiante. Por ejemplo, si un magneto se mueve a una región de un portador de corriente conectado a un circuito cerrado, o viceversa, la corriente empezará a correr en el portador. Si el magneto se queda inmóvil la corriente no pasará. Este es el principio básico de un generador eléctrico. Se crea un rollo cilíndrico de alambre con medio hueco, se conecta el rollo a un metro que mida corriente y se mueve una barra fuerte de magneto dentro y fuera del rollo. La corriente flotará en una dirección cuando mueva el magneto dentro y otra dirección cuando saque el magneto. Ninguna corriente pasará cuando el magneto esté inmóvil.
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Otra alternativa es voltear un rollo cilíndrico de alambre entre dos polos opuestos de magnetos estacionarios. La fuerza que voltearía los rollos de alambre podría ser su mano, o el viento o agua que cae. El generador eléctrico podría encender una bombilla pequeña o grande y encender una ciudad. La conexión entre la electricidad y el magnetismo se completó con el trabajo de Faraday. Una corriente eléctrica - cualquier carga en movimiento, realmente- crea un campo magnético. Un campo magnético cambiante causa que la corriente fluya en un conductor en circuito cerrado. (Más precisamente, un campo magnético cambiante crea un campo magnético y un campo magnético causa que las partículas cargadas se muevan).
Ahora, imagine por un momento, que un alambre que lleva corriente es colocado en un campo magnético causado por un imán poderoso de tal manera que el campo magnético es perpendicular a la corriente. En el dibujo de abajo las flechas verticales representan el campo magnético, la línea roja ancha representa el alambre y la flecha roja muestra la dirección de la corriente.
 El experimento muestra que el alambre experimenta una fuerza que es perpendicular tanto al campo magnético externo como al alambre. (¡Esta fuerza puede ser tan grande que cause que un alambre se doble en una U como la herradura de un caballo!) En el caso presentado arriba la fuerza siempre empujaría el alambre hacia usted - fuera de la pantalla de su computadora. Una herramienta útil es una extensión de la regla de la mano derecha discutida más arriba. Abra su mano derecha completamente y permita que su pulgar apunte en dirección de la corriente. Su palma puede entonces empujar el alambre en dirección de la fuerza.
Recuerde que una corriente es simplemente un movimiento de carga. Imagine que hay una partícula  pequeña cargada positivamente (círculo rojo) moviéndose en un campo magnético (líneas azules). El efecto de un campo magnético en una partícula cargada puede ser descrito por el de un alambre que lleva corriente.
Si lo miramos desde arriba, podríamos ver las líneas del campo magnético apuntando hacia nosotros. La convención de las líneas dibujadas es para mostrar que el punto de la flecha cuando la línea viene hacia usted y una X cuando la línea se aleja.
Las líneas del campo magnético salen de la pantalla y la partícula cargada se mueve a la derecha, y la fuerza es perpendicular al movimiento. La fuerza perpendicular al movimiento causará que la carga se mueva en una trayectoria circular. (Use otra ventana para ver la " fuerza centrípeta" y también vea la " trayectoria circular del campo magnético"). Las partículas cargadas negativamente circulan en dirección opuesta. El tamaño del campo magnético y el tamaño de la carga, masa y velocidad de una partícula determinan la curvatura del círculo
Hay muchísimas aplicaciones importantes de este principio, desde apuntar un rayo de partículas cargadas en un tubo de imágenes de televisión, a partículas aceleradas en física atómica a instrumentos que vuelan en satélites para identificar partículas cargadas.
Una aplicación muy interesante e importante de esta relación es la máquina dinamo auto estimulante.
Con un campo magnético débil y ascendente (flechas sólidas), los electrones en un disco rotante de material conductivo se moverán hacia el interior (si el circuito es completado) por el campo magnético. El movimiento hacia el interior de los electrones equivale a una corriente (línea de puntos) dirigida hacia el exterior en dirección a la orilla del disco. Un conductor que toca el disco y después gira alrededor del rayo en movimiento contrario a las manecillas del reloj, genera un campo magnético que es dirigido hacia arriba por toda la curva. (Convénzase de esto sujetando la curva en la mano derecha con su pulgar apuntando en una dirección contraria a las manecillas del reloj tangente a la curva. Sus dedos se doblarán hacia arriba dentro de la curva). El campo magnético, debido a la corriente en la curva, se añade al campo débil ascendente original para hacerlo más fuerte. Un campo magnético ascendente que es más fuerte vuelve la corriente más fuerte al hacer aún más fuerte el campo magnético.
Este es uno de los mecanismos propuestos por el campo magnético de la Tierra. En el siglo 20 los científicos determinaron que la porción exterior del núcleo de la Tierra era principalmente hierro fundido. La convección crea corrientes de metal fundido. Reemplace el disco rotante en nuestro modelo con la capa exterior fundida del núcleo de la Tierra. La presencia de cualquier campo magnético débil, aún uno del Sol o el hierro fundido en movimiento en la Tierra, puede crear un anillo de corriente en la capa fundida del núcleo. Esto aumentaría la fuerza del campo magnético débil. En cuanto el campo se vuelve más fuerte, la corriente se vuelve más grande haciendo el campo aún más fuerte. Este proceso explica cerca del 90% del campo magnético de la Tierra. El proceso del dinamo explica por qué el campo magnético de la Tierra se aproxima a una barra magnética a través del centro de la Tierra. (Para más detalle visite el proceso dinamo y el origen del magnetismo de la Tierra).
La conexión entre la electricidad y el magnetismo tuvo profundas implicaciones - y aplicaciones. Además de las ideas ya discutidas, Faraday pudo desarrollar la conexión en una teoría de electromagnetismo y ligarla con la luz visible. Otros científicos han ampliado su trabajo de tal manera que el electromagnetismo se ha vuelto la piedra angular de la física hoy en día. Se puede explorar más sobre el tema en el espectro electromagnético, una herramienta crítica en astronomía. Para saber más sobre el campo magnético de la Tierra visite un imán en el espacio y la magnetosfera de la Tierra. Además, la teoría electromagnética probó ser esencial para entender los procesos dinamo del Sol, que fueron desarrollados en ¿porqué ocurren las manchas de Sol y las CME? y el imán del Sol.
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