O campomagnético es una región del espacio donde el cargos electricos en movimiento están sujetos a la acción de un fuerza magnética, capaces de cambiar sus trayectorias. El campo magnético es el resultado del movimiento de cargas eléctricas, como en el caso de un cable que conduce corriente eléctrica o incluso en la oscilación de partículas subatómicas, como la electrones.
Propiedades del campo magnético
De acuerdo a SI, la unidad de medida del campo magnético es el tesla (T), en honor a uno de los grandes estudiosos de los fenómenos magnéticos, Nikola Tesla (1856-1943). el campo magnético é vector, así como el campo eléctrico o el campo gravitacional, por lo tanto, muestra las propiedades de módulo, dirección y sentido.
Este tipo de campo puede ser producido por imanes natural y artificial, fabricado con bobinas y bobinas conductoras. Si quieres saber más sobre los orígenes del campo magnético, te sugerimos leer nuestro artículo sobre magnetismo y haz todas tus preguntas.
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Como dijo, el origen del campo magnético está en el movimientode Elcargasaparatos eléctricos. Cuando el campo eléctrico oscila en alguna región del espacio, esta oscilación da lugar a un campo magnético orientado en una dirección perpendicular (90º) al campo eléctrico. Para comprender mejor las propiedades del campo magnético, hacemos uso de una característica conocida como líneas de inducción, a través de ella podemos visualizar mejor la forma del campo magnético.
líneas de campo magnético
Las líneas del campo magnético son siempre cerrado, ellos NuncaSicruzar, y cuanto más cerca estén, mayor será la fuerza del campo magnético en esa región. Además, la región donde las líneas de inducción emergen de los imanes se llama norte magnético, y la región en la que se sumergen estas líneas de inducción se conoce como sur magnético.
Monopolos magnéticos
Otra característica del campo magnético se refiere a la inexistencia de monopolos magnéticos, es decir, todo campo magnético tiene un polo sur y un polo norte, a diferencia del campo eléctrico, que permite la existencia de cargas positivas y negativas, por ejemplo.
Cuando alguna carga eléctrica se mueve en una región de campo magnético, una fuerza magnética, perpendicular a la su velocidad y la dirección del campo magnético, surge, produciendo una desviación en la trayectoria de las cargas aparatos eléctricos. Este fenómeno ocurre a menudo en postesmagnéticode la tierra, que tienen un campo magnético más grande y, por lo tanto, son capaces de desviar partículas cargadas del viento solar, dando lugar a auroras polares.
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fórmula del campo magnético
La fórmula utilizada para calcular el campo magnético. depende de la forma del cuerpo que lo produce. Los casos más comunes son aquellos en los que calculamos el campo magnético de cables, espiras y bobinas. Consulte las fórmulas utilizadas para calcular el campo magnético:
Campo magnético de un cable conductor
Para calcular la intensidad del campo magnético producido por un hilo conductor, atravesado por una corriente eléctrica, utilizamos la siguiente fórmula:
B - campo magnético (T)
μ0 - permeabilidad magnética del vacío (4π.10-7 T.m / A)
I - corriente eléctrica (A)
D - distancia de puntada a hilo (m)
La fórmula anterior nos permite calcular la fuerza de un campo magnético, generado por un cable conductor, en un punto a una distancia d, basado en ese cable.
Campo magnético generado por un bucle circular
El campo magnético generado por un bucle circular se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
R - radio de giro (m)
Campo magnético generado por una bobina
Las bobinas están formadas por un conjunto de bobinas conductoras. El cálculo del campo magnético producido por una bobina es muy similar al que se hace para las vueltas, en este caso, la diferencia se queda con el entero n - el número de vueltas que componen la bobina:
No - número de vueltas
Campo magnético de la tierra
El campo magnético de la Tierra se origina en elrotacióndel núcleo de la tierra, que ocurre a una velocidad diferente a la de la corteza del planeta. El núcleo de la Tierra está formado por una gran cantidad de metales que tienen una gran cantidad de cargas eléctricas, es el movimiento de estas cargas lo que da lugar al campo magnético terrestre.
El campo magnético funciona como una especie de escudo para el gases atmosféricos, si no fuera por él, el atmósfera de la tierra sería arrastrado por la gran cantidad de partículas que son emitidas por el sol todo el tiempo.
El campo magnético de la Tierra jugó un papel importante en las navegaciones, al usar el Brújula como la principal herramienta de navegación. Además, muchos animales pueden reproducir rutas migratorias gracias a su capacidad para detectar la orientación del campo magnético terrestre. Si quieres saber más sobre este tema, lee nuestro texto: Campo magnético de la tierra.
campo magnético y campo eléctrico
Los campos eléctricos y magnéticos están relacionados, como demostró el físico y matemático inglés James Clerk Maxwell (1831-1879). En 1864, Maxwell unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos, mostrando que la luz era una onda y que se producía por la oscilación de campos eléctricos y magnéticos.
Según sus cálculos, Maxwell descubrió que el La variación de un campo eléctrico dio lugar a un campo magnético., al igual que fue capaz de producir un campo eléctrico dinámico. La conclusión de Maxwell fue que, juntos, estos campos vectoriales dieron lugar a la ondas electromagnéticas, como luz visible, ondas de radio, rayo X etc.
Lea mas: Magnetización: ¿Cómo se convierte en imán un material que no tiene características magnéticas?
Ejercicios resueltos sobre campo magnético
(Pregunta 1) Un cable conductor lleva una corriente eléctrica de 0,5 A. Determine la fuerza del campo magnético producido por este cable, en unidades de µT (10-6 T), en un punto que se encuentra a 50 cm de este hilo.
Datos: μ0 = 4π.10-7 T.m / A
a) 20,0 μT
b) 0,2 µT
c) 2,0 µT
d) 4.0 µT
e) 2,5 µT
Plantilla: Letra b
Resolución: Usemos la fórmula para el campo magnético producido por el cable para calcular lo que se pregunta en la pregunta 1, así es como:
A través del cálculo, encontramos que la fuerza del campo magnético producido por el cable corresponde a la alternativa b.
(Pregunta 2) Una vuelta de radio igual a 5 cm es atravesada por una corriente eléctrica de 1,5 A. Determine la fuerza del campo magnético producido por este bucle.
Datos: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, usa π = 3.
a) 1.5.10-6 T
b) 1.8.10-5 T
c) 2.0.10-4 T
d) 1.3.10-5 T
e) 1.8.10-8 T
Plantilla: Letra b
Resolución: Para resolver el ejercicio es necesario transformar la unidad de medida del radio a metros (5 cm = 0,05 m), de modo que podamos utilizar la fórmula del campo magnético generado por un bucle:
Pregunta 3) Una bobina de 500 vueltas con un radio de 2,5 cm es transportada por una corriente eléctrica de 0,5 A. Determine la fuerza del campo magnético, en unidades de mT (10-3 T), producido por esta bobina.
Datos: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, uso π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Plantilla: Letra d
Resolución: Para resolver el ejercicio usaremos la fórmula del campo magnético generado por una bobina, nota:
Al final del ejercicio, fue necesario cambiar la posición de la coma hasta que el resultado se expresó en notación científica.
Por M.e Rafael Helerbrock
Profesor de física
