¿Qué es la inducción magnética?
En este artículo, intentaremos comprender qué es la inducción magnética, cómo se relaciona con un campo magnético, qué tiene que ver la inducción magnética con la corriente y cómo afecta la corriente. Recordemos las reglas básicas que determinan la dirección de las líneas de inducción, y también notaremos algunas fórmulas que ayudarán a resolver los problemas de la magnetostática.
La fuerza característica del campo magnético en un punto seleccionado en el espacio es la inducción magnética B. Esta cantidad vectorial determina la fuerza con la que el campo magnético actúa sobre una partícula cargada que se mueve en él. Si la carga de la partícula es q, su velocidad es v y la inducción del campo magnético en un punto dado del espacio es B, entonces una fuerza actúa sobre la partícula en ese punto desde el lado del campo magnético:
Por lo tanto, B es un vector cuya magnitud y dirección son tales que la fuerza de Lorentz que actúa sobre una carga en movimiento en el lado del campo magnético es igual a:
Aquí, alfa es el ángulo entre el vector de velocidad y el vector de inducción magnética. El vector de fuerza de Lorentz F es perpendicular al vector de velocidad y al vector de inducción magnética.Su dirección se determina para el caso de movimiento de una partícula cargada positivamente en un campo magnético uniforme regla de la mano izquierda:
«Si la mano izquierda se coloca de modo que el vector de inducción magnética entre en la palma, y cuatro dedos extendidos se dirigen en la dirección del movimiento de la partícula cargada positivamente, entonces el pulgar, doblado a 90 grados, mostrará la dirección de la partícula. Fuerza de Lorentz.»
Dado que la corriente en el conductor es el movimiento de partículas cargadas, la inducción magnética también se puede definir como la relación entre el momento mecánico máximo que actúa sobre el marco con un campo magnético uniforme y el producto de la corriente en el marco por el área de el marco:
La inducción magnética es una característica básica de un campo magnético, similar a la fuerza de un campo eléctrico... En el sistema SI, la inducción magnética se mide en tesla (T), en el sistema CGS en gauss (G). 1 tesla = 10.000 gauss. 1 T es la inducción de un campo magnético uniforme en el que un momento mecánico rotatorio máximo de fuerzas igual a 1 N • m actúa sobre un marco de área 1 m2 a través del cual fluye una corriente de 1 A.
Por cierto, la inducción del campo magnético de la Tierra a una latitud de 50 ° es en promedio 0,00005 T, y en el ecuador - 0,000031 T. El vector de inducción magnética siempre se dirige tangencialmente a la línea del campo magnético.
El bucle colocado en un campo magnético uniforme es atravesado por el flujo magnético Ф, — el flujo del vector de inducción magnética. La magnitud del flujo magnético F depende de la dirección del vector de inducción magnética en relación con el contorno, su magnitud y el área del contorno atravesado por las líneas de inducción magnética.Si el vector B es perpendicular al área del bucle, entonces el flujo magnético F que penetra en el bucle será máximo.
El término inducción en sí proviene del latín "induction", que significa "guía" (p. ej., sugerir un pensamiento, es decir, provocar un pensamiento). Sinónimos: orientación, formación, educación. No debe confundirse con el fenómeno de la inducción electromagnética.
El cable vivo tiene alrededor campo magnético… El campo magnético de una corriente eléctrica fue descubierto en 1820 por el físico danés Hans Christian Oersted. Para determinar la dirección de las líneas de fuerza de la inducción del campo magnético B de la corriente eléctrica I que fluye a lo largo de un alambre recto, use la regla del tornillo o cardán de la derecha:
«La dirección de rotación del mango del cardán indica la dirección de las líneas de inducción magnética B, y el movimiento progresivo del cardán corresponde a la dirección de la corriente en el conductor.»
En este caso, el valor de la inducción magnética B a una distancia R de un conductor con una corriente I se puede encontrar mediante la fórmula:
donde es la constante magnética:
Si las líneas de intensidad del campo electrostático E, comenzando con cargas positivas, terminan con negativas, entonces las líneas de inducción magnética B siempre están cerradas. A diferencia de las cargas eléctricas, en la naturaleza no se han encontrado cargas magnéticas que crearían polos como las cargas eléctricas.
Ahora unas pocas palabras sobre imanes permanentes… A principios del siglo XIX, el investigador y físico natural francés André-Marie Ampere propuso una hipótesis sobre las corrientes moleculares. Según Ampere, el movimiento de electrones alrededor de los núcleos atómicos genera corrientes elementales, que a su vez crean campos magnéticos elementales a su alrededor.Y si se coloca una pieza de ferroimán en un campo magnético externo, estos imanes microscópicos se orientarán en el campo externo y la pieza de ferroimán se convertirá en un imán.
Sustancias con un alto valor de magnetización residual, como la aleación de neodimio-hierro-boro, permiten hoy en día obtener potentes imanes permanentes. Los imanes de neodimio no pierden más del 1-2 % de su magnetización en 10 años. Pero se pueden desmagnetizar fácilmente calentándolos a una temperatura de + 70 °C o más.
Esperamos que este artículo te haya ayudado a hacerte una idea general de qué es la inducción magnética y de dónde viene.