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El magnetismo y la corriente eléctrica están estrechamente vinculados y juntos componen el electromagnetismo, una de las fuerzas elementales del universo.
La manipulación de los campos magnéticos, por ejemplo, a través de la aceleración de imanes, puede generar una corriente eléctrica aprovechable, como ocurre de hecho en algunos tipos de generadores.
Y al mismo tiempo, al hacer circular una corriente eléctrica por ciertos tipos de metales, se los puede convertir en electroimanes y hacer que atraigan a ciertos metales o materiales ferromagnéticos.
Esta relación se fundamenta en la naturaleza atómica de los materiales, en los que los electrones (-) de la órbita más lejana del núcleo del átomo (+) pueden ser arrancados o transferidos de una molécula a otra, generando así un flujo eléctrico (corriente) y polarizando el conjunto, es decir, inclinando la carga eléctrica hacia un lado (polo negativo) y dejando a otro con menos carga (polo positivo).
Cuando hablamos de magnetismo o de energía magnética, nos referimos a uno de los dos componentes de la radiación electromagnética (junto a la electricidad) que se manifiesta a través de fuerzas de atracción o repulsión entre ciertos tipos de materiales y un campo de energía magnética (campo magnético).
Si bien todas las sustancias son afectadas por el magnetismo, no todas lo hacen de la misma manera. Algunos materiales, como ciertos metales ferromagnéticos (en especial el hierro, níquel, cobalto y sus aleaciones) son particularmente propensos a ello y por ende pueden constituir imanes.
Algunos de ellos pueden ser de origen natural y otros de origen artificial, por ejemplo, como consecuencia de la acción de la electricidad sobre ciertos materiales (electroimanes).
La mayoría de los imanes son dipolos magnéticos: están dotados de un polo positivo y un polo negativo. Cada uno de estos polos ejerce una fuerza sobre otros imanes, o metales ferromagnéticos que encuentren en su área de acción, según una ley que establece que los polos semejantes se repelen, mientras que los opuestos se atraen.
Estos dipolos pueden darse a una escala macroscópica, por ejemplo, en el planeta Tierra existe un polo Norte y un polo Sur, cada uno ejerciendo una influencia magnética que permite el funcionamiento de las brújulas o microscópica, por ejemplo, en la orientación de ciertas moléculas orgánicas debido a la carga eléctrica de sus átomos.
Y estas fuerzas de magnetismo juegan un rol importante entre las fuerzas elementales de la naturaleza.
Existen, así, materiales diamagnéticos (débilmente magnéticos), paramagnéticos (medianamente magnéticos) o ferromagnéticos (altamente magnéticos).
El ser humano conoce el magnetismo desde épocas tempranas. Sus efectos fueron descritos en la antigüedad griega por Tales de Mileto (625-545 a.C.) y otros filósofos parecidos, quienes notaron que ciertas piedras provenientes de la ciudad de Magnesia del Meandro (Asia menor) atraían el hierro. De allí proviene el nombre magnetismo.
De algún modo el ser humano logró desde temprano comprender el magnetismo terrestre, usándolo en la fabricación de brújulas hacia el siglo XII, antes del surgimiento como tal de las ciencias que luego se avocarían al estudio de este fenómeno.
El primer tratado propiamente formal del magnetismo fue escrito en el siglo XIII por el francés Peter Peregrinus de Maricourt, preludio a los de futuros estudios científicos de William Gilbert (1600) y sobre todo Hans Christian Orsted (1820), quien descubrió que el magnetismo no se limitaba únicamente a los imanes, sino que tenía un vínculo estrecho con la corriente eléctrica.
Esto abrió la puerta para que André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros inauguraran el campo del electromagnetismo, y luego James Clerk Maxwell lo determinara a través de su célebre conjunto de ecuaciones.
El magnetismo ha sido empleado por la humanidad desde hace mucho. La invención de la brújula y su uso para orientarse (marcando la dirección fija del Norte del planeta) data de hace cientos de años y fue clave en el desarrollo de la navegación y en la exploración del mundo.
Por otro lado, grandes imanes se emplean en la industria de la generación eléctrica, en la medicina (por ejemplo, los exámenes por resonancia magnética), en la ingeniería (el desarrollo de motores, la conducción y almacenamiento de cargas eléctricas, etc.) y, sobre todo, en la electrónica.
La computación, por ejemplo, depende en gran medida del aprovechamiento del magnetismo para el registro de información, combinándolo con la corriente eléctrica y el conocimiento de los semiconductores.
Por electricidad se comprende un conjunto de fenómenos físicos vinculados a la presencia y transmisión de cargas eléctricas. Existen varios conceptos básicos que están íntimamente relacionados con la electricidad:
Carga eléctrica: Toda la materia conocida está formada por átomos que poseen igual cantidad de electrones (con carga eléctrica negativa) y de protones (con carga eléctrica positiva). Los átomos y las moléculas pueden cargarse eléctricamente y ello influye en el modo en que se atraen o repelen y en la configuración de la materia que conforman.
Corriente eléctrica: Las partículas cargadas eléctricamente, usualmente los electrones, pueden fluir por un material conductor, como un cable. Esta transmisión de cargas eléctricas es lo que se denomina corriente eléctrica.
Campos eléctricos: Los campos eléctricos producen trabajo, medido en voltios, sobre las partículas que se mueven inmersas en ellos. El potencial eléctrico en un punto del espacio es el trabajo que se debe realizar por unidad de carga, para mover esta carga a través de un campo eléctrico desde un punto de referencia hasta el punto considerado.
Potencial eléctrica: Los campos eléctricos pueden realizar distintos trabajos, medidos en voltios. A eso se le denomina potencial eléctrico.
La electricidad representa para la humanidad un sinfín de aplicaciones conocidas.
Las propiedades eléctricas de los materiales conocidos dependen de la configuración de los electrones de sus átomos. El grafeno, la plata y el cobre son hasta la fecha los más potentes conductores de energía eléctrica disponibles, mientras que otros materiales como el vidrio, la lucita o la mica son grandes aislantes.
Si bien la electricidad se conoce desde tiempos antiguos, sobre todo a partir del descubrimiento del ámbar, material susceptible de ser cargado eléctricamente, su estudio formal inició en los siglos XVII y XVIII, y apenas a finales del XIX se la pudo aprovechar industrial y domésticamente.
La electricidad ha estado presente en el mundo desde siempre. El hombre primitivo pudo percibirla mediante fenómenos visibles como los relámpagos, o experimentarla a través de peces eléctricos como los Tronadores del río Nilo, descritos por los antiguos egipcios.
La electricidad estática (que surge, por ejemplo al frotar una barra de ámbar con lana o piel) fue descubierta por los antiguos griegos alrededor del año 600 a. C.
Los primeros experimentos serios con electricidad tuvieron lugar alrededor del siglo XVII. El campo creció con los estudios y aportes de Cavendish, Du Fray, van Musschenbroek y Watson durante el siglo XVIII, y durante el siglo XIX se desarrolló una teoría unificadora de la electricidad y el magnetismo: las ecuaciones de Maxwell en 1865.
La generación de electricidad como actividad industrial empezó casi en el siglo XX, luego de que Morse demostrara en 1833 cómo la electricidad podía revolucionar el campo de las comunicaciones a distancia, y de que se comprobara la posibilidad de generar luz mediante un tendido eléctrico, reemplazando el de gas.
Finalmente las investigaciones de Tesla y Edison impulsaron la electricidad como un requerimiento básico de la innovación científica y tecnológica en el marco de la Segunda Revolución Industrial.
La electricidad es una fuente versátil y transformadora, capaz de aprovecharse de distintos modos:
Generar luz: Las lámparas y bombillas permiten aprovechar el flujo eléctrico en el vacío para irradiar luz, iluminando distintos ambientes y extendiendo la vida diurna más allá de la caída del sol.
Generar calor: El efecto Joule describe cómo el paso de los electrones por un conductor genera energía calórica, que puede ser aprovechada mediante resistencias para calefaccionar, soldar o incluso cocinar.
Generar movimiento: Diversos tipos de aparatos son activados mediante electricidad para generar movimiento, como los motores y rotores, que convierten la energía eléctrica en mecánica. Por otro lado, la energía eléctrica se puede almacenar, por ejemplo, mediante pilas o baterías, y ser utilizada cuando se lo requiera para generar movimiento, por ejemplo.
Transmitir datos: Mediante sistemas electrónicos, circuitos eléctricos o redes de cableado, la electricidad permite activar componentes de diversa naturaleza a lo largo de distancias enormes.
La electricidad consiste en la transmisión de electrones de la última capa de los átomos (la más lejana) a la de un átomo siguiente, fluyendo a lo largo de la materia conductora y alterando en el camino ciertas propiedades de la misma.
Por otro lado, la electricidad es acumulable, para lo cual se inventaron las pilas o baterías (acumuladores), capaces de absorber corriente eléctrica y almacenarla en su contenido químico, para ser recuperada posteriormente.
La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor. Estas cargas son los electrones, partículas subatómicas que orbitan el núcleo atómico.
Las corrientes eléctricas no son inocuas para el cuerpo humano, que puede soportar hasta corrientes de alrededor de 16 amperios. es decir, la electricidad puede ser peligrosa. Un contacto breve y moderado con una fuente de electricidad puede adormecer o entumecer los músculos, mientras que un contacto más serio puede provocar quemaduras o incluso la muerte.
Gracias a los estudios de Nikola Tesla, se conocen dos formas de corriente eléctrica: la corriente continua y la corriente alterna (que varía cíclicamente en su magnitud y sentido).
El electromagnetismo es la rama de la física que estudia las relaciones entre los fenómenos eléctricos y magnéticos, es decir, las interacciones entre las partículas cargadas y los campos eléctricos y magnéticos.
En 1821 los fundamentos del electromagnetismo fueron dados a conocer con el trabajo científico del británico Michael Faraday, lo que dio origen a esta disciplina. En 1865 el escocés James Clerk Maxwell formuló las cuatro “ecuaciones de Maxwell” que describen por completo los fenómenos electromagnéticos.
Los fenómenos electromagnéticos tienen aplicaciones muy importantes en disciplinas como la ingeniería, la electrónica, la salud, la aeronáutica o la construcción civil, entre otros. Se presentan en la vida diaria, casi sin darnos cuenta, en las brújulas, los parlantes, los timbres, las tarjetas magnéticas, los discos rígidos.
Las principales aplicaciones del electromagnetismo se emplean en:
La electricidad
El magnetismo
La conductividad eléctrica y superconductividad
Los rayos gamma y los rayos X
Las ondas electromagnéticas
La radiación infrarroja, visible y ultravioleta.
Las radioondas y microondas.
El electromagnetismo resulta muy útil para el ser humano ya que hay infinidad de aplicaciones que permiten satisfacer sus necesidades. Muchos instrumentos que se utilizan a diario funcionan debido a los efectos electromagnéticos. La corriente eléctrica que circula por todos los conectores de una casa, por ejemplo, brinda múltiples usos (el horno microondas, el ventilador, la licuadora, la televisión, la computadora) que funcionan debido al electromagnetismo.
Existen numerosos ejemplos de electromagnetismo y entre los más comunes se encuentran:
El timbre: Es un dispositivo capaz de generar una señal sonora al pulsar un interruptor. Funciona a través de un electroimán que recibe una carga eléctrica, lo que genera un campo magnético (un efecto imán) que atrae a un pequeño martillo que impacta contra la superficie metálica y emite un sonido.
El tren de levitación magnética: A diferencia del tren impulsado por una locomotora eléctrica que avanza sobre rieles, éste es un medio de transporte que se sostiene y se propulsa por la fuerza del magnetismo y por los poderosos electroimanes ubicados en su parte inferior.
El tranformador eléctrico: Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir el voltaje (o la tensión) de una corriente alterna.
El motor eléctrico: Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica, produciendo movimiento por acción de los campos magnéticos que se generan en su interior.
La dinamo: Es un generador eléctrico que utiliza la energía mecánica de un movimiento giratorio y la transforma en energía eléctrica.
El horno microondas: Es un horno eléctrico que genera radiaciones electromagnéticas en la frecuencia de las microondas. Estas radiaciones hacen vibrar las moléculas de agua que poseen los alimentos, lo que produce calor de manera rápida, cocinando los alimentos.
La resonancia magnetica: Es un examen médico a través del cual se obtienen imágenes de la estructura y composición de un organismo. Consiste en la interacción de un campo magnético creado por una máquina, el resonador magnético, (que funciona como un imán), y los átomos de hidrógeno contenidos en el organismo de la persona. Esos átomos son atraídos por el “efecto imán” del aparato y generan un campo electromagnético que es captado y representado en imágenes.
El micrófono: Es un dispositivo que detecta la energía acústica (el sonido) y la transforma en energía eléctrica. Lo hace a través de una membrana (o diafragma) que es atraída por un imán dentro de un campo magnético y que produce una corriente eléctrica que es proporcional al sonido recibido.
El planeta Tierra: Nuestro planeta funciona como un imán gigante debido al campo magnético que se genera en su núcleo (formado por metales como el hierro, el níquel). El movimiento de rotación de la Tierra genera una corriente de partículas cargadas (los electrones de los átomos del núcleo terrestre). Esta corriente produce un campo magnético que se extiende varios kilómetros por encima de la superficie del planeta y que repele las radiaciones solares perjudiciales.
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Te recomendamos visitar el siguiente material para mayor conocimiento o entendimiento sobre el tema:
1. Electromagnetismo 2. El mundo de la óptica: tipos, aplicaciones y avances6. Al hacer circular una corriente eléctrica por ciertos tipos de metales, se los puede convertir en electroimanes y hacer que atraigan a ciertos metales o materiales ferromagnéticos.
7. Algunos materiales, como ciertos metales ferromagnéticos (en especial el hierro, níquel, cobalto y sus aleaciones) son particularmente propensos a ello y por ende pueden constituir imanes.
8. El ser humano logró desde temprano comprender el magnetismo terrestre, usándolo en la fabricación de brújulas hacia el siglo XII, antes del surgimiento como tal de las ciencias que luego se avocarían al estudio de este fenómeno.
9. Hans Christian Orsted descubrió que el magnetismo no se limitaba únicamente a los imanes, sino que tenía un vínculo estrecho con la corriente eléctrica. Esto abrió la puerta para que André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros inauguraran el campo del electromagnetismo.
10. El magnetismo ha sido empleado por la humanidad en la medicina, por ejemplo, en los exámenes por resonancia magnética.
Referencias:
1. Leskow, E. C. (2024c, octubre 24). Magnetismo - Concepto, historia y aplicaciones. Concepto. https://concepto.de/magnetismo/
2. Leskow, E. C. (2024b, octubre 24). Electricidad - Concepto, origen, importancia y características. Concepto. https://concepto.de/electricidad-2/
3. Leskow, E. C. (2025b, marzo 26). Electromagnetismo - Concepto, experimentos, usos y ejemplos. Concepto. https://concepto.de/electromagnetismo/
4. Electromagnetismo. (s. f.). Endesa. https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/que-es-el-electromagnetismo
5. why ciencia. (2021, 29 marzo). PRINCIPIOS DEL ELECTROMAGNETISMO [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=dxkaQEkSGdc
6. ScienceClic Español. (2022, 5 noviembre). El Campo Electromagnético, cómo surgen las fuerzas Eléctricas y Magnéticas [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=zTqRtjjeze4
7. Smile and Learn - Español. (2023, 1 agosto). La ELECTRICIDAD, el MAGNETISMO y el ELECTROMAGNETISMO ⚡ Ciencia para niños 💡 RECOPILACIÓN [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=SYzxtQQSIDA
8. A Cierta Ciencia. (2020c, noviembre 25). ⚡️Magnetismo, Campo Magnético y sus Aplicaciones🌐 [Fácil y Rápido] | FÍSICA | [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Zo_mBkio-kY