El campo magnético es una ilustración que tiene como objetivo describir y visualizar cómo se distribuye la fuerza magnética entre un objeto magnético o alrededor de un objeto magnético en sí.
Como ya sabemos, los imanes tienen dos polos llamados polo norte y polo sur.
Si un imán se acerca a otro imán cuyos polos son del mismo tipo, los dos imanes experimentarán repulsión.
Es diferente si los dos imanes se acercan a un tipo de polo diferente, los resultados experimentarán una atracción mutua.
Visualización de campo magnético
El campo magnético se puede visualizar de dos formas, a saber:
- Descrito matemáticamente como un vector. Cada vector en cada punto en forma de flecha tiene una dirección y una magnitud que dependen de la magnitud de la fuerza magnética en ese punto.
- Ilustra usando líneas. Cada vector está conectado por una línea continua y el número de líneas se puede hacer tantas como sea posible. Este método se utiliza con mayor frecuencia para describir un campo magnético.
Características de las líneas de campo magnético
Las líneas de campo magnético tienen características que son útiles para el análisis, a saber:
- Cada línea nunca se cruza
- Las líneas se volverán más estrechas en áreas donde el campo magnético se hace más grande. Esto indica que cuanto más cercanas están las líneas del campo magnético, mayor es la fuerza magnética en la región.
- Estas líneas no comienzan ni se detienen desde ningún lugar, pero las líneas forman un círculo cerrado y permanecen conectadas en el material magnético.
- La dirección del campo magnético está representada por flechas en las líneas. A veces, las flechas no se dibujan en las líneas del campo magnético, pero el campo magnético siempre tendrá una dirección desde el polo norte (norte) al sur (sur).
- Estas líneas se pueden visualizar en términos reales. El método más simple es esparcir polvo de arena de hierro alrededor del imán y producirá las mismas características que las líneas del campo magnético.
Fórmulas de medición y campo magnético
El campo magnético es una cantidad vectorial, por lo que hay dos aspectos para medir el campo magnético, a saber, su magnitud y dirección.
Para medir la dirección, podemos usar una brújula magnética. Si se coloca una brújula magnética alrededor de un campo magnético, la aguja de la brújula seguirá la dirección del campo magnético en ese punto también.
Lea también: Definición y diferencia de homónimos, homófonos y homógrafosEn la fórmula del campo magnético, la magnitud del campo magnético se escribe con el símbolo B. De acuerdo con el sistema internacional, la cantidad tiene unidades en tesla (T) que se toma del nombre Nikola Tesla.
Tesla se define como cuánta fuerza tiene el campo magnético. Por ejemplo, un frigorífico pequeño produce un campo magnético de 0,001 T.
Hay una forma de crear un campo magnético sin usar un imán, es decir, conduciendo una corriente eléctrica.
Cuando pasamos una corriente eléctrica a través de un cable (por ejemplo conectándolo a una batería), tendremos dos fenómenos. Cuanto mayor sea la corriente que fluye en el cable, mayor será el campo magnético producido. Asimismo, todo lo contrario.
De acuerdo con la ley de Ampere, los campos magnéticos se aplican de muchas formas, por lo que algunas de las ecuaciones son las siguientes:
Fórmula de magnitud para campo magnético
B = μ I / 2 π r
Información:
- B = magnitud del campo magnético (T)
- μ = constante de permeabilidad (4π 10-7 Tm / A)
- I = corriente eléctrica (A)
- r = distancia del cable (m)
La fórmula para la cantidad de corriente eléctrica.
Yo = B 2πr / μ
Información:
- B = magnitud del campo magnético (T)
- μ = constante de permeabilidad (4π 10-7 Tm / A)
- I = corriente eléctrica (A)
- r = distancia del cable (m)
Determinación del polo magnético con la mano derecha
Para averiguar la dirección, podemos usar el principio de la mano derecha. El pulgar es la dirección del flujo de electricidad y los otros dedos muestran la dirección del campo magnético alrededor del cable.
La dirección del pulgar apuntando hacia arriba indica la dirección del flujo eléctrico con el símbolo i. Mientras que la dirección de los otros cuatro radios representa la dirección del campo meganet con el símbolo B. La imagen de arriba está en posición horizontal y vertical.
Ejemplos de problemas de campos magnéticos y sus explicaciones
Problema 1
¡Un cable electrificado i = 4 A como se muestra a continuación!
Especificar:
- Intensidad del campo magnético en el punto A.
- Intensidad del campo magnético en el punto B
- La dirección del campo magnético en el punto A.
- La dirección del campo magnético en el punto B
Discusión:
Conocido
- Yo = 4 A
- r A = 2 m
- r B = 1 m
Asentamiento
- B = μI / 2 π r A
- = 4 π 10 - 7 4/2 π 2
- = 4 10-7 T
Entonces el campo magnético en el punto A es 4 10-7 T
- B = μI / 2 π r B
- B = 4 π 10 - 7 4/2 π 1
- B = 8 10-7 T
Entonces el campo magnético en el punto B es 8 10-7 T
En un problema que pide dirección, podemos usar la regla de la mano derecha, donde se supone que el pulgar es una corriente y los otros cuatro dedos son un campo magnético mientras sujetamos el cable en el punto A.
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En un problema que pide dirección, podemos usar la regla de la mano derecha, donde se supone que el pulgar es una corriente y los otros cuatro dedos son un campo magnético mientras sujetamos el cable en el punto B.
Para que la dirección del campo magnético en el punto B esté dentro o fuera del lector
Problema 2
¡Mira la siguiente imagen!
¡Determina la magnitud y la dirección del campo magnético en el punto P!
Discusión
La corriente A producirá un campo magnético en el punto P con la dirección de entrada al campo, mientras que la corriente B produce un campo magnético con la dirección fuera del campo.
La dirección según B a está entrando en el campo.
Problema 3
Mire la imagen de arriba, se coloca un cable con corriente eléctrica cerca de la brújula magnética. ¿Cuánta corriente eléctrica (y dirección) se necesita para cancelar el campo magnético de la tierra contra la brújula para que la brújula no funcione?
Se supone que el campo magnético de la tierra es
Discusión
Usando la fórmula del campo magnético:
Puede encontrar la cantidad de corriente eléctrica, a saber:
Sabes que la distancia r de la brújula al cable es de 0.05 m. luego obtuvo:
Usando la regla de la mano derecha, tenemos que colocar nuestros pulgares hacia abajo para que los otros dedos estén en la dirección opuesta al campo magnético de la brújula. De modo que la dirección de la corriente debe penetrar el papel / pantalla, lejos de nosotros.
Problema 4
Los cables A y B están separados por 1 my reciben energía de 1 A y 2 A respectivamente en la dirección que se muestra en la figura siguiente.
¡Determine la ubicación del punto C donde la fuerza del campo magnético es CERO!
Discusión
Para que la intensidad de campo sea cero, las intensidades de campo producidas por el cable A y el cable B deben ser opuestas e iguales. Las posiciones posibles son a la izquierda del cable A oa la derecha del cable B. Cuál tomar, acerque el punto a la fuerza de la corriente más pequeña. Para que la posición esté a la izquierda del cable A, simplemente nombre la distancia como x.
Esta es la explicación del material del campo magnético y ejemplos de problemas. Puede ser útil.
Referencia:
- Materia de campo magnético
- Comprensión del campo magnético
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