¿Por qué el campo magnético comienza en el polo norte y termina en el polo sur?

Question

En imanes como los imanes de barra, las líneas de campo magnético comienzan en el polo norte y terminan en el polo sur ... pero no sé cuál es la razón de esto ... por qué sucede esto.

Answer 1

Existe una secuencia lógica de definiciones, de la cual se desprende la respuesta a tu pregunta...

El Polo Norte de un imán es abreviado como 'polo que busca el Norte'. Es el polo que se establece para apuntar aproximadamente hacia el Norte geográfico cuando el imán está suspendido de manera que puede girar libremente alrededor de un eje vertical, y está lejos de fuentes de campos magnéticos que no sean la Tierra.

La dirección de un campo magnético en un punto P debido a cualquier fuente, como un imán o un cable transportador de corriente, puede definirse ahora como la dirección en la que apunta el Polo Norte de un imán suspendido libremente (básicamente una brújula magnética) en P (habiendo restado vectorialmente el efecto del campo magnético de la Tierra en P). [El campo del imán o del cable en P puede ser mucho más fuerte que el campo de la Tierra, que cumplió su propósito anterior al permitirnos nombrar los polos de los imanes, pero puede ser ahora despreciable en comparación con el campo que estamos investigando.]

Una línea de campo magnético es una línea cuya dirección en cualquier punto a lo largo de ella es la dirección del campo magnético en ese punto.

Ahora podemos deducir que, fuera de un imán, sus líneas de campo magnético irán del Polo Norte del imán al Polo Sur. Es porque (a) una línea de campo nos indica la dirección del campo en cada punto a lo largo de ella, y (b) la dirección del campo es la dirección en la que apunta el Polo Norte de una brújula y (c) el Polo Norte de la brújula será repelido por el Polo Norte del imán y ¡por lo tanto apunta lejos de él!

[Las líneas de campo magnético son bucles cerrados, por lo tanto, dentro del imán, correrán de Sur a Norte. Esto no contradice lo que hemos dicho antes, lo que se aplica bajo el supuesto de estar externo a fuentes de campos magnéticos.]

[Toda esta información sobre imanes suspendidos y brújulas puede parecer desactualizada. Hay otras maneras de determinar qué polo de un imán es cuál y determinar la dirección de un campo magnético. Estas se basan en convenciones (reglas de la mano derecha y similares), pero estas convenciones fueron elegidas para ser consistentes con las definiciones anticuadas mencionadas anteriormente.]

Answer 2

¡Porque el polo norte magnético en realidad es un polo sur!

Para ser más preciso: en un imán, el polo norte es donde salen las líneas de campo magnético. Si imaginas el campo magnético de la tierra como creado por un imán gigante, el polo norte magnético de este imán está en el polo magnético sur de la tierra.

Answer 3

Tu pregunta es como preguntar "por qué pi es la relación de la circunferencia al diámetro del círculo". Es la definición misma de pi. Ha sido concluido experimentalmente que las líneas del campo magnético rodean un imán, que son figuras cerradas. Simplemente lo nombraron de esa forma. Podrían haber usado gato o perro también, pero eso sería genial ya que la mayoría de los nombres tienen algún significado subyacente y gato y perro no tienen ningún significado aparte de que representan lo mismo que el polo norte y sur.

Answer 4

En la pregunta hay algunas confusiones sobre los campos magnéticos.

En un imán permanente, el campo magnético es el resultado de la alineación de partículas subatómicas, principalmente electrones. En detalle, las partículas subatómicas tienen un dipolo magnético intrínseco y en los imanes permanentes estos dipolos están alineados (congelados).
Cualquier campo magnético es un bucle cerrado. Esto se aplica tanto al campo magnético de las partículas subatómicas como al campo macroscópico en un imán permanente, que es la superposición de los campos magnéticos de las partículas subatómicas involucradas.

En un imán permanente, las partículas alineadas están dispuestas de alguna manera en cadenas. Pero el imán es de longitud limitada y al principio y al final del cuerpo, el campo magnético sale del cuerpo y puede continuar incluso en el vacío. Entre los extremos de un imán, el campo magnético se curva y conecta esos extremos.

Debido a que los campos magnéticos en partes atraviesan el espacio vacío para formar bucles cerrados, es posible alinear otros imanes. Al nombrar los "polos" de un primer imán, la alineación de otros imanes en el campo magnético de este primer imán permite marcar sus polos. Esto se hizo hace muchos siglos porque la tierra tiene un campo magnético y se encontraron algunos materiales en la tierra que son imanes permanentes. La brújula fue inventada y los polos terrestres fueron nombrados.

En imanes como los imanes de barra, las líneas del campo magnético comienzan en el polo norte y terminan en el polo sur.

Por lo tanto, las líneas del campo no terminan, son bucles. Y alguna parte del bucle atraviesa el espacio. Esto es válido para cualquier imán (si no está cerrado en un donut). Los campos magnéticos de dos imanes se superponen gracias a la parte de las líneas del campo en el espacio vacío.

Answer 5

Porque es una propiedad fundamental de la naturaleza. Las líneas de campo magnético forman bucles cerrados. Dos imanes en barra sostenidos sobre polos opuestos (un extremo norte y un extremo sur) se atraerían. Puedes imaginar una línea de campo conectando los dos extremos. Eso es un bucle en sí mismo.

De hecho, todo lo que los físicos saben sobre las líneas de campo magnético es más o menos lo que tú sabes, que las líneas de campo trazan bucles cerrados entre los extremos del imán en barra.

(Líneas de campo de un solo imán en barra)

Si esparces limaduras de hierro, se disponen siguiendo este patrón de líneas de campo. Los campos magnéticos no son realmente predicciones de nada más. Fueron descubiertos de esta manera. Que siempre parecen formar bucles.

Soy consciente de que hay teorías sobre la existencia de un solo polo existente todo por sí mismo (monopolo). Todavía espera ser confirmado.