Campo magnético

Electromagnetismo |
---|
![]() |
Electrostática |
Magnetostática |
Electrodinámica |
Circuíto eléctrico |
Formulación covariante |
Científicos |
Un campo magnético é o campo producido por cargas en movemento, que resulta no exercicio dunha forza sobre outras cargas en movemento non paralelo. Esta forza é proporcional ao campo magnético xerado, isto é, ao valor de indución magnética (B) que é unha magnitude vectorial empregada para caracterizar un campo magnético; proporcional á carga que sofre a acción do campo, á velocidade desta carga e ao seno do ángulo que forman a velocidade da carga e o vector indución magnética.
Os campos magnéticos son producidos por calquera carga eléctrica en movemento e o momento magnético intrínseco das partículas elementais asociadas cunha propiedade cuántica fundamental, o seu spin. Na relatividade especial, os campos eléctricos e magnéticos son dous aspectos interrelacionados dun obxecto, chamado tensor electromagnético. As forzas magnéticas dan información sobre a carga que leva un material a través do efecto Hall. A interacción dos campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como os transformadores estúdase na disciplina dos circuítos magnéticos.
Historia[editar | editar a fonte]
Aínda que algúns materiais magnéticos eran coñecidos dende a antigüidade, como por exemplo o poder de atracción que a magnetita exerce sobre o ferro, non foi ata o século XIX cando quedou plasmada a relación entre a electricidade e o magnetismo, pasando de seren campos diferenciados a formar o que se coñece como electromagnetismo.

Antes de 1820, o único magnetismo coñecido era o do ferro. Isto cambiou en 1820 cando Hans Christian Ørsted, un profesor de ciencias pouco coñecido da universidade de Copenhague preparou na súa casa unha demostración científica aos seus amigos e alumnos. Planeou demostrar o quecemento dun fío por unha corrente eléctrica e tamén levar a cabo demostracións sobre o magnetismo, para o que dispuxo dunha agulla de compás montada sobre unha peaña de madeira.
Mentres realizaba a súa demostración eléctrica, Ørsted notou que cada vez que se conectaba a corrente eléctrica, a agulla se movía. Calou e finalizou as demostracións, mais nos seguintes meses traballou duro intentando explicar o novo fenómeno sen conseguilo. A agulla non era nin atraída nin repelida pola corrente. En vez diso tendía a quedar en ángulo recto.
Nome[editar | editar a fonte]
O nome campo magnético ou intensidade do campo magnético aplícase a dúas magnitudes:
- A excitación magnética ou campo H é a primeira delas, dende o punto de vista histórico e represéntase con H.
- A indución magnética ou campo B, que se considera o auténtico campo magnético, e represéntase con B.
Dende un punto de vista físico, ambos son equivalentes no baleiro, agás nunha constante de proporcionalidade (permeabilidade) que depende do sistema de unidades: 1 no sistema de Gauss, no SI. Só se diferencian en medios co fenómeno da magnetización.
Características[editar | editar a fonte]
Por outra banda o campo magnético pódese abordar de xeito semellante ao eléctrico, mais en lugar de considerar a carga eléctrica (un escalar) como fonte do campo, este papel vaino facer o momento dipolar magnético (un vector). É neste senso que se fala do campo magnético coma un campo que deriva dun potencial vectorial e non dun escalar como o campo eléctrico.
- é o vector indución magnética
- μ é o momento dipolar magnético que o xera
Unha consecuencia disto é o feito de que o campo magnético non pode ser un campo conservativo, e daquela non ser irrotacional, presentando en xeral un rotacional que non se anula. Porén a súa diverxencia resulta nula por definición, polo que non hai fontes nin sumidoiros nun campo magnético, non hai "cargas magnéticas", ou máis correctamente, non hai monopolo magnético. E por isto mesmo as liñas de campo son sempre pechadas.
Para ter unha idea intuitiva do que é un dipolo magnético, pódese considerar o caso máis sinxelo que o xera: o dunha corrente eléctrica circular. Neste caso o dipolo magnético é un vector perpendicular ao plano do círculo, co sentido de avance dun sacarrollas que xira coa corrente. O seu módulo vén dado polo produto de corrente e radio.
Un caso importante de material magnético é o do imán. É un material como a magnetita (imán permanente), o ferro imantado etc., que crea ao seu redor un campo magnético. A razón atópase no feito de ter na súa estrutura interna unha serie de dominios, nos que os electróns presentan órbitas que dan lugar a momentos magnéticos paralelos, e ademais estes dominios están orientados dun mesmo xeito, fornecendo un momento resultante non nulo. O imán sempre presenta un polo norte e un polo sur, aínda que rompa cada anaco manterá os dous polos evidenciando de novo o feito de que as liñas de campo son sempre pechadas: saen do polo norte e entran de novo polo polo sur (ver a figura).
Dun punto de vista do magnetismo, os materiais pódense clasificar en:
- Paramagnéticos
- Diamagnéticos
- Ferromagnéticos
- Ferrimagnético
- Antiferromagnético
Isto segundo o comportamento que presenta a súa susceptibilidade magnética.
Unidades de medida[editar | editar a fonte]
A principal característica da potencia do campo magnético é o vector de indución magnética . Dependendo do medio introdúcese como o vector do campo magnético .
As dimensións e unidades de medida das magnitudes magnéticas empredas no Sistema Internacional de Unidades son:
- c velocidade da luz (constante)
- M unidade de masa
- L unidade de lonxitude
- T unidade de tempo
- I corrente eléctrica
Unidades electromagnéticas do SI | ||||
---|---|---|---|---|
Símbolo | Nome da cantidade | Unidades Derivadas | Conversión de Internacional a SI | |
|
Corrente eléctrica | ampere (unidade báse do SI) | ||
|
Carga eléctrica | culombio | ||
Diferenza de potencial; Forza electromotiva | volt | |||
Resistencia eléctrica ; Impedancia; Reactancia | ohm | |||
Resistividade | ohm metro | |||
Potencia eléctrica | watt | |||
Capacitancia | faradio | |||
Campo eléctrico | voltio por metro | |||
Desplazamento do campo eléctrico | Coulomb por metro cadrado | |||
Permisividade | faradio por metro | |||
Susceptibilidade eléctrica | Sen dimensións | |||
Condutancia; Admitancia; Susceptancia | siemens | |||
Condutividade eléctrica | siemens por metro | |||
Campo magnético, Indución magnética | tesla | |||
Fluxo magnético | weber | |||
Forza do campo magnético | ampere por metro | |||
Indutancia | henry | |||
Permeabilidade electromagnética | henry por metro | |||
Susceeptibilidade Magnética | Adimensional |
Notas[editar | editar a fonte]
Véxase tamén[editar | editar a fonte]
![]() |
Commons ten máis contidos multimedia sobre: Campo magnético |