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Polos magnéticos: definición y cambios

Publicado el 3 octubre, 2020

¿Qué son los polos magnéticos?

Un polo magnético es un punto en cualquier extremo de un campo magnético donde la fuerza magnética se concentra y es más fuerte.

La forma más fácil de visualizar los polos de un imán es utilizando un imán de barra , del tipo que probablemente encontraste en una clase de ciencias en la escuela. Ese tipo de imán se llama imán permanente porque sus propiedades magnéticas son constantes. Los dos extremos de un imán permanente son sus polos. El campo magnético que rodea al imán y la fuerza que ejerce se representan mediante líneas curvas con flechas llamadas líneas de campo magnético . Se necesitan las flechas porque la fuerza magnética tiene una dirección asociada con él, desde el polo norte al polo sur del imán.

Una pregunta que podría hacerse es: ¿Cómo decidió alguien qué extremo del imán era el polo norte y cuál el sur? La respuesta está en el campo magnético terrestre. La aguja de una brújula es solo una barra magnética delgada y estrecha en equilibrio sobre un alfiler. Cuando mantiene el nivel de la brújula, la aguja se mueve hacia adelante y hacia atrás, pero finalmente deja de moverse.

El extremo de la aguja de la brújula que apunta al norte se llama polo norte del imán. Y de ahí vienen los nombres. El ‘polo norte’ de cualquier imán es el que sería atraído por el polo norte magnético de la tierra. En ese sentido, son solo etiquetas que identifican la fuerza magnética opuesta producida en cada extremo del imán.

El campo magnético de la tierra también tiene polos, norte y sur. Pero a diferencia de los polos magnéticos de un imán, los polos magnéticos de la Tierra se mueven constantemente. ¿Por qué? ¿Y que significa?

Campo magnético de la tierra

En un momento, los científicos consideraron la posibilidad de que el planeta en realidad contuviera una enorme barra magnética, resultado de la alineación de los átomos de hierro en el núcleo interno sólido de la Tierra . Pero a medida que nuestra comprensión de la estructura interna de la Tierra mejoró, se hizo evidente que el campo magnético se generaba en el núcleo externo fundido .

El mecanismo se conoce como dínamo y el campo magnético es producido por corrientes eléctricas que resultan de la rotación y batido del hierro fundido y el níquel en el núcleo exterior. (Es posible que ya sepa que los electrones que se mueven a través de un cable también producen un campo magnético).

El campo magnético de la tierra varía en intensidad y orientación porque es producido por esas corrientes en constante cambio. Y no es simétrico como el campo de una barra magnética; las líneas magnéticas de fuerza no son iguales en todo el eje del campo magnético.

Los polos magnéticos de la Tierra

Incluso dada su variabilidad, la forma más sencilla de aproximar la forma y el comportamiento del campo magnético de la Tierra es visualizar que en realidad es producido por una barra magnética dentro del planeta. El polo magnético norte y el polo magnético sur son ubicaciones en la superficie de la tierra que representan los extremos opuestos del campo (aunque no son exactamente opuestos entre sí debido a la asimetría del campo).


Campo magnético

Debido a que las corrientes de dínamo están produciendo un campo que se alinea con el eje de rotación de la Tierra, ninguno de los polos magnéticos está ubicado en los polos geográficos , que son puntos en la superficie que marcan la ubicación del eje de rotación del planeta (90 grados de latitud norte y sur ).

Los polos magnéticos son los lugares de la superficie de la tierra donde la fuerza del campo magnético actúa perpendicularmente a la superficie. El polo norte magnético es donde el campo actúa directamente hacia abajo; en el polo sur magnético , actúa directamente hacia arriba.

Otra forma de decir eso es que en el polo norte magnético, la aguja norte de su brújula querría apuntar hacia abajo; mientras que en el polo sur magnético, el extremo norte de la brújula apuntaría directamente hacia arriba. Deberías haber notado algo extraño en esa explicación. ¿Lo atrapaste?

Recuerde: el polo norte de la brújula se llama así solo porque apunta al norte. En otras palabras, se siente atraído por el “polo norte magnético”. Eso significa que el polo magnético del hemisferio norte es en realidad el polo sur del campo magnético de la tierra (¡porque los polos opuestos se atraen)! ¿No es divertida la física?

Polos geomagnéticos

Sin embargo, usar la analogía de la barra magnética crea un pequeño problema. Una línea trazada por el eje de la barra magnética interseca la superficie del planeta en dos lugares llamados polos geomagnéticos .

Si el campo magnético de la tierra fuera perfectamente simétrico, y si tuviera la misma forma idealizada que la formada por un simple imán de barra, los polos geomagnéticos coincidirían con los polos magnéticos. Pero no lo hacen. Eso es porque el campo es asimétrico y la barra magnética no es un modelo exacto de la dínamo. Entonces, los polos geomagnéticos están ubicados en otros dos puntos de la superficie. Sin embargo, si extiendes esa línea imaginaria hacia el espacio, las auroras en cada hemisferio están más o menos centradas alrededor del eje del polo geomagnético.

Deriva magnética


Deriva magnética

Ni los polos magnéticos ni los polos geomagnéticos están en lugares permanentes. Con el tiempo, las corrientes en el núcleo externo cambian y, cuando lo hacen, el campo magnético cambia de posición. El resultado es que los polos magnéticos se mueven con el tiempo, trazando caminos un tanto laberínticos en la superficie.

En los últimos años, la deriva parece estar acelerándose. Qué significa eso? No lo sabemos. Podría significar que nos estamos acercando a una inversión del campo magnético . O puede ser simplemente una variación.

Resumen de la lección

Revisemos. El campo magnético de la Tierra se genera en el núcleo exterior por corrientes eléctricas producidas por el movimiento de hierro fundido y níquel; este mecanismo se llama dínamo . El campo magnético no es del todo simétrico debido a la variabilidad en las corrientes de dínamo, lo que resulta en dos polos diferentes para el campo. Los polos magnéticos son donde las líneas de fuerza se dirigen hacia arriba o hacia abajo desde la superficie. Los polos geomagnéticos son el eje de una barra magnética hipotética que se utiliza para aproximar la forma del campo. Ambos conjuntos de polos cambian de ubicación con el tiempo, probablemente debido a cambios en las corrientes que producen el campo magnético.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya completado esta lección, tendrá la capacidad de:

  • Explica qué crea el campo magnético de la Tierra.
  • Resuma por qué el campo magnético de la Tierra no es simétrico
  • Definir polos magnéticos y polos geomagnéticos.
  • Describe las razones del cambio del campo magnético terrestre.

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