Campo Magnetico

CAMPO MAGNÉTICO

Es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H. Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espin. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.

CAMPOS MAGENTICOS PRODUCIDOS POR UN IMÁN

Un imán puede girar libremente en un plano horizontal y se orienta aproximadamente en la dirección Norte-Sur geográfica. En consecuencias, si un imán en las condiciones citadas se coloca en una determinada región del espacio y cambia de posición, orientándose en otra dirección, esto indica que sobre el imán actúa una fuerza y por consiguiente se ha realizado una interacción. Se dice entonces que en la región del espacio donde está situado el imán existe un campo magnético. La dirección del campo magnético es el eje longitudinal del imán y el sentido, el que va dirigido del polo Sur(S) al polo Norte (N). Un imán puede girar libremente en un plano horizontal y se orienta aproximadamente en la dirección Norte-Sur geográfica. En consecuencias, si un imán en las condiciones citadas se coloca en una determinada región del espacio y cambia de posición, orientándose en otra dirección, esto indica que sobre el imán actúa una fuerza y por consiguiente se ha realizado una interacción. Se dice entonces que en la región del espacio donde está situado el imán existe un campo magnético. La dirección del campo magnético es el eje longitudinal del imán y el sentido, el que va dirigido del polo Sur(S) al polo Norte (N).

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTILÍNEO:

Una corriente rectilínea crea a su alrededor un campo magnético cuya intensidad se incrementa al aumentar la intensidad de la corriente eléctrica y disminuye al aumentar la distancia con respecto al conductor. En 1820 el físico danés Hans Christian Oersted descubrió que entre el magnetismo y las cargas de la corriente eléctrica que fluye por un conductor existía una estrecha relación. Cuando eso ocurre, las cargas eléctricas o electrones que se encuentran en movimiento en esos momentos, originan la aparición de un campo magnético tal a su alrededor, que puede desviar la aguja de una brújula.

CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA ESPIRA CIRCULAR

En muchos dispositivos que utilizan una corriente para crear un campo magnético, tales como un electroimán o un transformador, el hilo que transporta la corriente está arrollado en forma de bobina formada por muchas espiras. Estudiaremos, en primer lugar, el campo creado por una espira.

Según la Ley de Biot-Savart: El campo magnético creado por un conductor en un punto P es la integral del campo creado por el elemento de corriente extendida a todo el hilo:

En general esta integral es complicada de calcular, salvo para situaciones sencillas en que la forma del hilo que transporta la corriente tiene cierto grado de simetría. Utilizamos la ley de Biot y Savart para calcular el campo magnético B producido por una espira circular por la que circula una corriente de intensidad I, en el centro y en un punto de su eje.

Polaridad de una espira:

El espectro magnético resultante se parece mucho al de un imán recto con sus polos norte y sur. La cara norte de una corriente circular, considerada ésta como un imán, es aquella de donde salen las líneas de fuerza y la cara sur es aquella otra por donde entran dichas líneas. La relación entre la polaridad magnética de una espira y el sentido de la corriente que circula por ella la establece la regla de la mano derecha de la que se deriva esta otra: una cara es norte cuando un observador situado frente a ella ve circular la corriente en sentido antihorario y es sur en el caso contrario.

CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE

Existe un conductor de numerosas aplicaciones, denominado solenoide. Se define como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material conductor enrollado sobre sí, a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo electrónico. Cuando este campo magnético aparece, comienza a operar como un imán; el campo magnético es comparable al de un imán recto. Si las espiras están muy cercanas un un solenoide las lineas de campo entran por un extremo, polo sur, y salen por el otro, polo norte. Si la longitud del solenoide es mucho mayor que su radio, las líneas que salen del extremo norte se extienden en una región amplia antes de regresar al polo sur; por esta razón, en el exterior del solenoide se presenta un campo magnético débil. Sin embargo, en el interior de éste, el campo magnético es mucho mas intenso y constante en todos los puntos. Si las espiras están muy cercanas en un solenoide, las líneas de campo entran por un extremo, polo sur, y salen por el otro, polo norte. Si la longitud del solenoide es mucho mayor que su radio, las líneas que salen del extremo norte se extienden en una región amplia antes de regresar al polo sur; por esta razón, en el exterior del solenoide se presenta un campo magnético débil. Sin embargo, en el interior de éste, el campo magnético es mucho mas intenso y constante en todos los puntos.

El solenoide fue creado por André-Marie Ampère en 1822

Un solenoide es cualquier dispositivo físico capaz de crear una zona de campo magnético uniforme. Un ejemplo teórico es el de una bobina de hilo conductor aislado y enrollado helicoidalmente, de longitud infinita. En ese caso ideal el campo magnético sería uniforme en su interior y, como consecuencia, fuera sería nulo.

Aplicaciones en la vida cotidiana

Una de las aplicaciones más comunes de las bobinas y que forma parte de nuestra vida

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