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PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA 497
XXI 34. Corrientes superficiales equivalentes
A la vista de los resultados experimentales señalados en el apartado anterior vamos a hacer
una nueva experiencia que esquematizamos en la Fig. XXI-56.
En el arrollamiento toroidal con vacío en el interior vamos a suponer un nuevo arrollamiento
de n¢espiras por el cual hacemos circular una corriente I de tal manera que el módulo de la in-
M
ducción magnética en un punto interior es:
nI nI ¢
B = m 0 +m 0 M
l l
nI nI ¢
llamaremos a: = j Ù M = j M (21)
l l
cantidades que tienen dimensiones de intensidad de corriente por unidad de longitud, y se les lla-
ma DENSIDADES SUPERFICIALES DE CORRIENTE, cuyo significado físico trataremos más adelante.
Si por el segundo arrollamiento hacemos circular una corriente I elegida adecuadamente, po-
M
demos lograr que la inducción magnética B sea la misma que la que existe en el arrollamiento to-
roidal hecho sobre una determinada sustancia. De esta forma hemos sustituido el material por una
distribución de corrientes obteniendo para el campo magnético los mismos resultados. Por lo que
llegamos a la conclusión siguiente:
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
«Sobre las sustancias sometidas a un campo magnético aparecen corrientes que tienden a in-
crementar (ferro y paramagnéticas) o disminuir (diamagnéticas) el campo en su interior. A estas
corrientes las llamamos CORRIENTES DE MAGNETIZACIÓN». Fig. XXI-56. El esquema superior
Estas corrientes son particularmente intensas y circulan en el mismo sentido que las de con- representa un anillo de Rowland
ducción si la sustancia es ferromagnética. construido sobre un material. El infe-
rior son dos bobinados superpuestos,
Según sean los materiales para o diamagnéticos las corrientes superficiales (muy débiles en el primero transporta una corriente
comparación con las ferromagnéticas) circulan en el mismo sentido o sentido contrario que la co- igual a la de la Fig. superior y al se-
rriente de conducción. gundo le hacemos circular otra co-
Si construimos el anillo con una sustancia magnetizada, entonces sin necesidad de corrientes rriente (I ) de tal manera que el cam-
M
de conducción, existe en su interior un campo magnético, por lo que en esa sustancia existe una po magnético en el interior del arro-
distribución de corrientes superficiales que se mantienen con el tiempo. llamiento sea el mismo que en el
Para la explicación del comportamiento eléctrico de la materia, en Electricidad, admitíamos la interior del esquema superior.
existencia de cargas de polarización que superponíamos a las cargas libres. El comportamiento
magnético de la materia es «similar», superpuestas a las corrientes de conducción aparecen otras
que llamamos corrientes de magnetización cuya existencia se trata en la cuestión siguiente.
Antes de seguir estudiando el comportamiento de la materia nos conviene dejar claro el con-
cepto de las densidades superficiales de corriente. Supongamos una «cinta» conductora por la que
circula una corriente I (Fig. XXI-57). Si el espesor de la cinta es muy pequeño, tiene poco sentido
hablar de corriente por unidad de área transversal, es más lógico hablar de corriente por unidad
de longitud transversal.
Como consecuencia de todo lo anterior, tenemos que modificar la formulación matemática vis-
ta hasta ahora (expresiones de cálculo de campos en el vacío) añadiendo los términos correspon-
dientes a las corrientes de magnetización. Así escribiremos la ley de Biot y Savart que nos da la in- Fig. XXI-57. Corriente por unidad
ducción magnética en un punto, de la forma: de longitud transversal.
m z d l ´ r m z d l ´ r
B = 0 I + 0 I M
4 p r 3 4 p r 3
z
l
I
y el Teorema de Ampère: C B ? d = m ( I + )
M
0
XXI 35. Interpretación física de las corrientes superficiales equivalentes: Teoría
molecular del paramagnetismo y del diamagnetismo
Hasta ahora nos hemos limitado a describir cualitativamente el comportamiento magnético de
la materia, llegando a la conclusión de que se pueden «reproducir» los efectos magnéticos de los
materiales con corrientes eléctricas adecuadas. Vamos a ver que tales corrientes tienen sentido físi-
co (existen realmente) y que su causa radica en la estructura atómica de la materia.
Ampère (1825) fue el primero en exponer la teoría de la existencia de ciertas «corrientes parti-
culares» capaces de interpretar los fenómenos magnéticos relacionados con la materia incluso los
concernientes a los imanes permanentes.
Modernamente se ha demostrado que los átomos se comportan como si sus electrones perifé-
ricos estuviesen girando continuamente en torno al núcleo y poseyendo además cada electrón
algo equivalente a un movimiento de rotación propia (a cuyo momento angular correspondiente
se le denomina «spin»). Se puede, por consiguiente, atribuir a los átomos de cada molécula un
momento magnético.
