01-02 Interacciones entre magnetismo y electricidad

Los fenómenos magnéticos son fundamentalmente de naturaleza eléctrica. El hecho de que las corrientes eléctricas puedan crear campos magnéticos se co­no­ce desde la pri­me­ra mitad del siglo XIX. Sin embargo fueron necesarios 100 años más para que Werner Heisenberg fuese capaz de demostrar que los ma­te­ria­les ferromagnéticos deben sus pro­pi­e­da­des a los fenómenos de interacción eléctrica entre los átomos.

El campo magnético de un imán permanente es fácilmente perceptible, no ocur­re igu­al con el campo creado por la corriente eléctrica. En 1820 el físico da­nés Hans Chri­sti­an Oersted realizó un descubrimiento fundamental que abrió el camino a la com­pren­sión de los fenómenos magnéticos: demostró que la aguja de una brújula se desvía de su habitual orientación norte-sur cuando un alambre conductor de corriente se co­lo­ca paralelo a la aguja. La deflexión sigue la di­rec­ción de la corriente y el campo mag­né­ti­co resultante rodea el alambre (Figura 01- 02).

Figura 01-02: Deflexión de la aguja de una brújula co­lo­ca­da paralela a un alambre conductor de corriente. (a) sin corriente; (b) corriente fluyendo hacia la parte in­fe­ri­or; (c) corriente fluyendo hacia la parte su­pe­ri­or.

Si una corriente eléctrica pasa en el mismo sentido a través de dos alambres pa­ra­le­los el uno al otro, se atraen entre sí; si la corriente se hace pasar en sen­ti­dos opuestos los alambres se alejan uno de otro. En otras palabras, la corriente eléc­tri­ca creará un campo magnético diferente dependiendo de del sentido de la misma. (Figura 01-03): Según la conocida como "regla de la mano derecha", si el pulgar de la mano derecha indica el sentido de la corriente, el campo magnético cir­cu­la­rá en el sentido de los de­dos de la manos.

Figura 01-03: Regla de la mano derecha.

Pero lo contrario también es cierto: un campo magnético genera movimiento de los elec­tro­nes. Si tenemos un campo magnético oscilante alrededor de un alam­bre se in­du­ce un voltaje y existirá cor­ri­en­te eléctrica en el alambre, este es el principio de un ge­ne­ra­dor eléctrico. En los equipos de RM, se crea una cor­ri­en­te de este tipo que será ade­más la responsable de la intensidad de señal de RM. Al igual que en un generador, cu­án­to mayor sea el campo magnético mayor será la tensión.

El campo magnético alrededor de un alambre o bucle de alambre disminuye de for­ma no directamente proporcional a la distancia. Sin embargo, cuando se co­lo­can dos espi­ras de alambre con corrientes opuestas y que discurren pa­ra­le­las entre sí a una dis­tan­cia igual al diámetro de las espiras se puede crear entre ellas un campo magnético con una variación lineal (Figura 01-04). Este campo en el me­dio de las espiras también se describe como un gradiente de campo con­stan­te.

Figura 01-04: Dos campos magnéticos sobrepuestos (curvas verdes) que crean un gradiente lineal (magenta).