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8.     Oersted y Ampere asociaron 
la Electricidad y el Magnetismo

Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro y el de la calamita. Esto cambió con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted.

 En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes. Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por un corriente eléctrica y también llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de compás montada sobre una peana de madera.

 Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja del compás. Se calló y finalizó las demostraciones, pero en los meses siguientes trabajó duro intentando explicarse el nuevo fenómeno.
 
 
 Experimento de Oersted.

    ¡Pero no pudo! La aguja no era ni atraída ni repelida por ella. En vez de eso tendía a quedarse en ángulo recto (vea el dibujo inferior). Al final publicó sus hallazgos (en latín) sin ninguna explicación.
 Lo que vio Oersted.

 
Andre-Marie Ampere, en Francia, advirtió que si una corriente en un hilo ejercía una fuerza magnética sobre la aguja, dos hilos semejantes también deberían interactuar magnéticamente. Mediante una serie de ingeniosos experimentos mostró que esta interacción era simple y fundamental --las corrientes paralelas (rectas) se atraen, las corrientes antiparalelas se repelen. La fuerza entre dos largas corrientes rectas y paralelas era inversamente proporcional a la distancia  entre ellas y proporcional a la intensidad de la corriente que pasaba por cada una. 
    [Solo para los que demandan matemáticas: esta no es la fórmula básica. Dadas dos cortas corrientes paralelas I1 y I2, fluyendo en segmentos de hilo de longitudes L1 y L2 y separados por una distancia R, la fórmula básica nos proporciona la fuerza entre ellas como proporcional a 

    I1 I2 L1 L2/R2

    (se hace más complicada si las corrientes fluyen en direcciones inclinadas entre sí por un ángulo). Entonces, para hallar la fuerza entre hilos de forma complicada que transportan corrientes eléctricas, deben sumarse todas esas pequeñas aportaciones a la fuerza. Para dos hilos rectos, el resultado final es como arriba, una fuerza inversamente proporcional a R, no a R2]
 Las corrientes paralelas en dos lazos
 también se atraen

 
    --Dos corrientes circulares en la 
    misma dirección se atraen.

     --Dos corrientes circulares de 
    direcciones opuestas se repelen.
     

Sustituya cada círculo con una bobina de 10, 100 o más vueltas, circulando la misma corriente (figura inferior), y la atracción o la repulsión se incrementan el mismo porcentaje. De hecho, cada bobina funciona de forma muy parecida a un imán con los polos magnéticos en cada extremo (un "electroimán"). Ampere adivinó que cada átomo de hierro contenía una corriente circulante, convirtiéndolo en un pequeño imán y que en un imán de hierro todos esos imanes magnéticos se alineaban en la misma dirección, permitiendo que sus fuerzas magnéticas se sumasen. (Hoy en día, se puede aseverar que los electrones rodean el núcleo transportando esa corriente, pero la situación actual es más compleja).


 

La propiedad magnética se hace aún más fuerte si se coloca un centro de hierro dentro de las bobinas, creando un "electroimán"; eso requiere registrar la ayuda del hiero, pero no es esencial.

 
Maxwell
    Se asociaron así dos tipos de fuerza con la electricidad, eléctrica y magnética. En 1864 James Clerk Maxwell demostró una sutil relación entre estos dos tipos de fuerza, involucrando de forma inesperada la velocidad de la luz. De esta relación brotó la idea de que la luz era un fenómeno eléctrico, el descubrimiento de las ondas de radio, la teoría de la relatividad y mucho de la física actual.

      Repita el Experimento de Oersted

 Usted necesitará:
  •     Una brújula de bolsillo.
  •     Un alambre bastante grueso de 30 cm de largo, aislado o descubierto.
  •     Una pila eléctrica (batería) de 1.5 voltios de tamaño "D" o "C". El voltaje es demasiado bajo para correr riesgo.

    1.     Coloque la brújula sobre la mesa, mirando hacia arriba. Espere a que apunte al norte.

    2.     Coloque el medio del alambre sobre la aguja de la brújula, también en dirección norte-sur (compare con la imágen mas arriba, "Lo que Oersted vió"). Doble los extremos del alambre de modo Que queden cerca uno del otro.

    3.     Tome un extremo del alambre con una mano y presiónelo contra uno de los extremos de la baterías.

    4.     Tome el otro extremo con la otra mano y presiónelo momentáneamente sobre el otro extremo de la batería. La aguja oscilará fuertemente 90 grados.
          Desconecte rápidamente (no es bueno para la batería atraer una corriente tan grande). La aguja oscilará volviendo a la posición norte-sur. Note que no hay hierro involucrado para producir el efecto magnético!

    5.     Repita con las conecciones de la batería invertidas. Note que ahora la aguja oscila 90 grados en dirección opuesta.

    6.     Tome un pedazo de papel de 2"x4" (5x10 centímetros) y doble el lado mas largo en dobleces, de alrededor de 3/8" (1 centímetro) de alto. Coloque el alambre sobre la mesa, su parte media en el medio de la dirección norte-sur, coloque el papel doblado sobre este de modo que el alambre quede debajo de uno de los dobleces, y coloque la brújula arriba de los dobleces. (O si no, use un pequeño bloque de madera, con un surco en la parte inferior para el alambre)
          Ahora puede repetir el experimento con la brújula sobre el alambre (Si el experimento es realizado por dos personas, no necesitan dobleces ni mesa--uno puede sostener la brújula, el otro el alambre y la batería). Note que la aguja oscila en la dirección opuesta que Cuando la brújula estaba debajo del alambre.

           Cronología del geomagnetismo

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Author and Curator:   Dr. David P. Stern
     Escríbele al Dr.Stern: (En Inglés por favor):   earthmag("at" symbol)phy6.org
Traducción al Español por J. Méndez y Marina Berti

Ultima actualización 25 de Noviembre de 2001