Byte científico semanal: Por que un cable que transporta corrente xera un campo magnético?

Un fío polo que circula corrente xera un campo magnético ao seu redor, un fenómeno físico fundamental que demostrou por primeira vez de forma concluínte o físico danés Hans Christian Oersted en 1820. No seu experimento clásico, cando unha corrente eléctrica fluía a través dun fío, unha agulla de compás paralela colocada debaixo del desviábase. Isto demostraba directamente o efecto magnético da corrente eléctrica, establecía a conexión intrínseca entre a electricidade e o magnetismo e marcaba o comezo dunha nova era na investigación do electromagnetismo.

Desde unha perspectiva microscópica, o campo magnético orixínase no movemento das cargas eléctricas. Cando un cable transporta corrente, a deriva direccional dos electróns libres no seu interior forma a corrente. Segundo os principios do electromagnetismo, cada carga en movemento xera un campo magnético ao seu redor. Aínda que o fío é electricamente neutro en xeral, os pequenos campos magnéticos producidos pola gran cantidade de electróns que se moven codireccionalmente superpoñer construtivamente no espazo exterior ao fío, formando o campo magnético macroscópico detectable. A súa intensidade é directamente proporcional á magnitude da corrente e inversamente proporcional á distancia, mentres que a súa distribución depende da xeometría do condutor (fío recto, bucle, solenoide, etc.).

Dentro do gran marco da teoría electromagnética establecida por James Clerk Maxwell, o fenómeno dun fío que transporta corrente xerando un campo magnético está perfectamente incorporado nas súas ecuacións. Especificamente, o Lei de Ampère-Maxwell afirma que un campo magnético pode ser producido non só por unha corrente de condución (a corrente no fío) senón tamén por un campo eléctrico cambiante. Esta lei é fundamental para describir os campos electromagnéticos variables no tempo. Unifica e eleva os descubrimentos de Oersted e Ampère, revelando que os campos eléctrico e magnético son dous aspectos inseparables do mesmo campo electromagnético: un campo eléctrico cambiante xera un campo magnético e un campo magnético cambiante xera un campo eléctrico. Indúcense mutuamente, dando lugar a ondas electromagnéticas.