Electricidad y Magnetismo

Definición de electricidad

La electricidad no tiene una definición estricta, sino más bien una descripción.

La electricidad puede presentarse de dos formas: dinámica o estática. Estas formas significan simplemente si las partículas cargadas que componen la electricidad están en movimiento o en reposo, respectivamente. Las cargas en movimiento forman una corriente, y ésta es la forma que adopta la electricidad en los cables y circuitos eléctricos en su conjunto. Por otro lado, la electricidad estática se produce cuando se produce un desplazamiento de electrones entre dos objetos que no suelen ser buenos conductores de electricidad, lo que significa que las cargas de estos dos objetos no estarán equilibradas.

Definición de magnetismo

Al igual que la electricidad, el magnetismo se presenta mejor como una descripción que como una definición estricta.

Los campos magnéticos no son visibles, y sabemos que existen por sus interacciones con objetos capaces de interactuar con un campo magnético. Algunos ejemplos de objetos que pueden interactuar con campos magnéticos son una pequeña lista de metales que contienen cobalto, níquel y hierro. Además, otros campos magnéticos son capaces de interactuar con ellos, incluidos los campos magnéticos que sabemos que pueden generarse a partir de la corriente que se mueve a través de un alambre.

Fig. 1. Un imán típico, con un polo norte y un polo sur.Wikimedia Commons

Diferencia entre electricidad y magnetismo

Ya hemos establecido que la relación entre la electricidad y el magnetismo es estrecha, pero aún hay cosas que los diferencian. Por ejemplo, los campos eléctricos son mucho más potentes que los magnéticos, en el sentido de que las fuerzas que ejercen son más masivas en comparación con la energía necesaria para generarlos.

Otra diferencia clave entre la electricidad y el magnetismo es que un campo eléctrico puede ser generado por un monopolo eléctrico, que es un único punto del que surgen las líneas de campo eléctrico. Esto no es posible en el magnetismo: como los monopolos magnéticos no existen, siempre debe haber dos polos en una fuente magnética y, por tanto, no hay campos magnéticos cuyas líneas de campo magnético emerjan de un único punto.

Efectos de la electricidad y el magnetismo

El efecto de una carga eléctrica en movimiento es la inducción de un campo magnético. A su vez, el efecto de un campo magnético en movimiento es la inducción posterior de una corriente eléctrica.

Fig. 2. Ejemplo de una corriente magnética que induce un campo eléctrico. Wikimedia Commons

La electricidad y el magnetismo tienen muchos efectos sobre muchas cosas. Sin embargo, son notables los efectos sobre el cuerpo humano y su salud. El cuerpo humano contiene y utiliza corrientes eléctricas regularmente, en el cerebro, en el sistema nervioso y en todo el resto del cuerpo. Por tanto, los campos eléctricos y magnéticos que atraviesan el cuerpo son capaces de generar corriente eléctrica dentro de tu cuerpo, lo que puede provocar alteraciones visuales, así como movimientos musculares, ya que tus músculos se activan con la corriente eléctrica. Sin embargo, en el caso de los campos eléctricos y magnéticos externos, esto requeriría una intensidad de campo mucho mayor que la habitual en los campos eléctricos y magnéticos que puedes encontrar en la vida cotidiana, por lo que no es un problema con el que esperes encontrarte nunca.

Propiedades de la electricidad y el magnetismo

Hemos visto qué efectos son capaces de provocar la electricidad y el magnetismo, cuáles son sus semejanzas y cuáles sus diferencias. Pero, ¿cuáles son sus propiedades reales?

La primera y más obvia propiedad del magnetismo es que producirá una atracción o repulsión magnética hacia objetos y materiales que sean magnéticos. En segundo lugar, los polos de los imanes siempre se repelerán si son iguales, y siempre se atraerán si son opuestos. En tercer lugar, si un imán se encuentra en estado de suspensión, sin ninguna fuerza que actúe sobre él, salvo la fuerza magnética de la Tierra, llegará al reposo con una orientación de norte a sur. Por último, si un imán posee un polo, siempre tendrá otro polo opuesto: no existen monopolos magnéticos.

La propiedad más importante de la electricidad es que existen monopolos eléctricos: los electrones tienen carga negativa, mientras que los protones tienen carga positiva. Las cargas semejantes se repelen y las opuestas se atraen. La Tierra no tiene campo eléctrico, por lo que un objeto cargado no tendrá ninguna tendencia a una dirección u orientación determinada si no actúa sobre él ninguna fuerza, salvo el campo electromagnético de la Tierra.

Ejemplo de electricidad y magnetismo en Física

Como sabrás, la electricidad y el magnetismo se encuentran y utilizan con frecuencia en la vida cotidiana, sobre todo la electricidad, ya que alimenta todo nuestro mundo.

Magnetismo

Con mucho, el mayor ejemplo de magnetismo que puedes conocer es el campo magnético que cubre todo el planeta, conocido como magnetosfera. La magnetosfera nos protege de las radiaciones nocivas del espacio profundo, así como de la radiación solar emitida por nuestro Sol.

Fig. 3. El campo magnético de la Tierra, con el campo emitiendo desde el polo sur y entrando por el polo norte, Wikimedia Commons

Las brújulas demuestran el magnetismo junto con nuestra útil magnetosfera. La aguja de una brújula está magnetizada, por lo que mientras esté en la Tierra, el campo magnético terrestre la afectará. La punta de la aguja es su polo norte, por eso se siente atraída por el Polo Norte: el Polo Norte es el polo sur magnético.

Electricidad

Por supuesto, conocemos los muchos usos de la electricidad y cómo hace funcionar muchos de los aparatos y máquinas que utilizamos a diario. Pero, ¿qué hay de algunas formas menos conocidas, pero igualmente importantes, de utilizar la electricidad? Empecemos por la galvanoplastia. La galvanoplastia es el proceso de recubrir un metal con una capa de óxido que lo protege. Para ello se utiliza una corriente eléctrica que disuelve las impurezas del metal. Mira la imagen siguiente para ver qué aspecto tiene.

Fig. 4. Cómo funciona la galvanoplastia: la cuchara se sumerge en un líquido mientras fluye una corriente entre el cátodo y el ánodo para recubrir el metal con el óxido del líquido, Wikimedia Commons

Uno de los ejemplos más fantásticos pero muy reales de la electricidad es cómo algunas criaturas la utilizan como medio de detección. La mayoría de los animales submarinos, como los tiburones, generan su propio campo eléctrico en una zona alrededor de su cuerpo, y si otra criatura pasa a través de este campo, cambiaría ligeramente el campo. El tiburón lo sabría, así como en qué parte del campo se produjo la alteración, y se abalanzaría sobre la presa. Esto se conoce como electrorrecepción.