El experimento de Oersted (y el campo magnético debido a la corriente)

alrededor de 1820 un físico alemán llamado hans christian usted hizo un experimento accidental que abrió una nueva rama de la física la cual explora las conexiones entre la electricidad y el magnetismo en este vídeo vamos a explorar cuál fue ese descubrimiento y cuáles fueron sus implicaciones se dice que cuando usted estaba dando una lección en la que tenía un cable de cobre a través del cual pasaría corriente eléctrica y por casualidad había una pequeña brújula magnética sobre su mesa lo que ocurrió fue cuando hizo pasar una corriente eléctrica a través del cable para realizar algún experimento la brújula magnética se desvió eso fue todo así fue el experimento que condujo al gran descubrimiento ahora antes de que hablemos sobre cuál fue repitamos ese experimento para realizarlo todo lo que necesitamos es un cable una batería para dotar una corriente eléctrica al cable y una aguja magnetizada una vez que conectemos la batería una vez que cerremos el circuito la corriente va a pasar a través del cable y vamos a observar qué le pasará a esta aguja magnetizada bien allá vamos observa la aguja magnetizadas se desviará ese fue el experimento tal vez estés pensando por qué es tan importante este experimento así que vamos a reflexionar hasta ahora usábamos la electricidad para crear calor o luz pero por primera vez en la historia de la humanidad se descubrió que la electricidad la corriente eléctrica puede hacer girar cosas puedes pensar en cuáles son las aplicaciones de esto este principio se usa en los ventiladores se usa en las lavadoras en los taladros etcétera es el mismo principio que utiliza nuestro amperímetro y voltímetro dentro de los cuales pasas una corriente y hay una aguja que se desvía y nos muestra la medición pero más importante aún este experimento nos llevó a un gran descubrimiento cuál es ese descubrimiento te preguntas bueno pensemos esto que puede ser lo que empuja en una brújula magnética los campos magnéticos ya hemos visto que los imanes crean campos magnéticos y cuando acercas una pequeña brújula a un imán el campo magnético desvía la brújula pero en el experimento original no hay imanes cerca entonces que está creando el campo magnético que mueve esta brújula bueno como la corriente eléctrica es la responsable de esta desviación tal vez la corriente eléctrica induce un campo magnético alrededor de ella y ese fue el gran descubrimiento porque tan grande porque antes se creía que la electricidad y el magnetismo eran dos fenómenos completamente separados ahora con este simple experimento podemos ver que la corriente eléctrica induce un campo magnético lo que nos indica que debe existir algún tipo de conexión entre la electricidad y el magnetismo y es por ello que este experimento abrió una nueva rama en la física que llamamos el electromagnetismo donde exploramos la conexión entre electricidad y magnetismo usted y algunos otros físicos estaban emocionados por este descubrimiento y querían aprender más sobre la conexión entre la corriente eléctrica y el campo magnético así que hicieron más experimentos como este una de las cosas que inmediatamente observaron es que se incrementaba en la fuerza de la corriente entonces la desviación en la aguja aumentaba es decir la aguja se desviaba más eso significa que la fuerza del campo magnético aumentó en otras palabras encontraron que se aumenta es la corriente automáticamente el campo magnético aumenta esto parece obvio ya que la corriente es la que produce el campo magnético por lo que esperamos que si la corriente aumenta su efecto sea mayor y eso te dará como resultado que el campo magnético aumente otra cosa que encontraron es que si mantenían la misma corriente eléctrica pero ponían la aguja a diferentes distancias del cable entonces el campo magnético variaba la desviación era mayor cerca del cable y mientras más se alejaban del cable la desviación era cada vez menor eso significa que el campo magnético es más fuerte cerca del cable y cada vez más débil mientras nos alejamos de él ese es otro de los resultados el campo se debilita a mayor distancia del cable una vez más esto tiene sentido ya que es similar a lo que pasa con un imán si estás cerca de un imán su campo es fuerte y sus fuerzas mayor y si te alejas del imán el campo se debilita y finalmente ellos querían saber cómo era el campo magnético cómo se veían las líneas del campo magnético y ya hemos visto antes cómo dibujar las líneas del campo magnético todo lo que tenemos que hacer es esparcir un poco de limaduras de hierro y ver cómo se organizan o mover esta brújula magnética alrededor del cable en varios lugares y ver cómo se orienta para hacer esto pusieron el cable en vertical y lo hicieron pasar a través de una pieza rectangular de cartón donde podrían esparcir la limaduras de hierro o donde podían poner todas las brújulas magnéticas y cuando colocaron las brújulas encontraron que las agujas magnéticas se orientaban de la siguiente manera la punta roja representa el polo norte del imán y la azul el polo sur ahora recuerda que definimos la dirección del campo magnético como la dirección hacia donde el polo norte apunta así que en esta aguja el campo magnético se orienta hacia acá en esta otra el campo magnético se orienta hacia acá seguimos si reemplazamos las agujas magnéticas con flechas que representan la dirección del campo magnético se va a ver algo así puedes ver que las flechas forman un círculo asi que dibujamos una línea continua que conecta esas flechas terminaríamos dibujando un círculo un círculo cuyo centro es el cable y esto significa que si quieres encontrar la dirección del campo magnético en cualquier punto alrededor del cable tenemos que dibujar una tangente del círculo si dibujamos una tangente al círculo obtienes la dirección del campo magnético en ese punto si dibujamos otra tangente del círculo por acá obtenemos la dirección del campo magnético en este otro punto y por supuesto vamos a realizar más prácticas para encontrar la dirección del campo magnético en otro vídeo pero esto es cierto para todas las distancias incluso si nos acercamos al cable la dirección del campo magnético seguirá fluyendo en círculos si nos alejamos el cable la dirección del campo magnético seguirá fluyendo en círculos por lo tanto el campo magnético en cualquier lugar alrededor de un cable recto que lleva corriente se conformará de círculos concéntricos este es otro de los resultados que encontraron las líneas del campo magnético son círculos concéntricos cuyo centro es el cable por último se dieron cuenta que la dirección de estas líneas del campo magnético depende de la dirección de la corriente si cambiamos la dirección de la corriente las líneas seguirán siendo círculos concéntricos pero cambiará la dirección de esta manera ahora observa como hemos dibujado estas líneas del campo los círculos están más cercanos entre sí cerca del cable lo que indica que el campo es más fuerte cerca del cable debemos recordar que una de las propiedades de las líneas es que si el campo es más fuerte entonces dibujamos las líneas del campo magnético más cercanas entre sí y mientras nos alejamos del cable el campo magnético es más débil y como resultado las líneas del campo magnético se dibujarán más separadas entre sí así que que aprendimos de este vídeo aprendimos que cuando pasas corriente eléctrica por cualquier cable se induce un campo magnético alrededor de él esto conecta la electricidad y el magnetismo y con algunos experimentos exploramos las propiedades de este campo magnético y la más importante de ellas es que cuando el campo magnético se debe a una corriente eléctrica que atraviesa un cable las líneas del campo serán círculos concéntricos