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Campo magnético

El campo magnético es una región de espacio en la cual una cargaeléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos deuna fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como alcampo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

Donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético, tambiénllamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese quetanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene comoresultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerzaresultante será:

El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica ados magnitudes:

La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto devista histórico, y se representa con H.

La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera elauténtico campo magnético, y se representa con B.

Desde un punto de vista físico, ambos son equivalentes en el vacío, salvo en unaconstante de proporcionalidad que depende del sistema de unidades: 1 en el

sistema de Gauss, en el SI. Solo se diferencian en mediosmateriales con el fenómeno de la magnetización. 

Uso

El campo H se ha considerado tradicionalmente el campo principal ointensidad de campo magnético, ya que se puede relacionar con unas

cargas, masas o polos magnéticos por medio de una ley similar a la de Coulombpara la electricidad. Maxwell, por ejemplo, utilizó este enfoque, aunque aclarandoque esas cargas eran ficticias. Con ello, no solo se parte de leyes similares en loscampos eléctricos y magnéticos (incluyendo la posibilidad de definir un potencialescalar magnético), sino que en medios materiales, con la equiparación matemáticade H con E, por un lado, y de B con D, por otro, se pueden establecer paralelismosútiles en las condiciones de contorno y las relaciones termodinámicas; la fórmulascorrespondientes en el sistema electromagnético de Gauss son:

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En electrotecnia no es raro que se conserve este punto de vista porque resultapráctico.

Con la llegada de las teorías del electrón de Lorentz y Poincaré, y de larelatividad de Einstein, quedó claro que estos paralelismos no se corresponden conla realidad física de los fenómenos, por lo que hoy es frecuente, sobre todo en

física, que el nombre de campo magnético se aplique a B (por ejemplo, en los textosde Alonso-Finn y de Feynman).1 En la formulación relativista delelectromagnetismo, E no se agrupa con H para el tensor de intensidades, sinocon B.

En 1944, F. Rasetti preparó un experimento para dilucidar cuál de los doscampos era el fundamental, es decir, aquel que actúa sobre una carga enmovimiento, y el resultado fue que el campo magnético real era B y no H.2Para caracterizar H y B se ha recurrido a varias distinciones. Así, H describe cuanintenso es el campo magnético en la región que afecta, mientras que B es lacantidad de flujo magnético por unidad de área que aparece en esa misma región.

Otra distinción que se hace en ocasiones es que H se refiere al campo en función desus fuentes (las corrientes eléctricas) y B al campo en función de sus efectos(fuerzas sobre las cargas).

Fuentes del campo magnético

Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas esuna corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático.Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético

variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la leyde Ampere. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, loda la ley de Ampere-Maxwell. 

Campo magnético producido por una carga puntualEl campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por unacorriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión:

Dónde . Esta última expresión define un campo vectorialsolenoidal, para distribuciones de cargas en movimiento la expresión es diferente,pero puede probarse que el campo magnético sigue siendo un campo solenoidal.Propiedades del campo magnético.

La inexistencia de cargas magnéticas lleva a que el campo magnético esun campo solenoidal lo que lleva a que localmente puede ser derivado deun potencial vector , es decir:

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A su vez este potencial vector puede ser relacionado con la vector densidad decorriente mediante la relación:

Líneas de Fuerza

Una línea de fuerza o línea de flujo, normalmente en el contextodel electromagnetismo, es la curva cuya tangente proporciona la direccióndel campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneasequipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial. Suponenuna forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque son imaginarias yno tienen presencia física.

Tubo de fuerza

Un tubo de fuerza, también llamado tubo de inducción electrostática o tubo decampo, es el conjunto de las líneas de fuerza eléctrica que se mueve de manera quesu principio traza una curva cerrada sobre una superficie positiva, su final trazauna correspondiente curva cerrada sobre la superficie negativa, y la propia líneade fuerza genera una superficie tubular inductiva. Estos tubos sellaman solenoides. A ángulos rectos sobre el tubo de fuerza existe una presión quees un medio del producto del dieléctrico y la densidad magnética. Si a través del

crecimiento de un campo los tubos de fuerza se diseminan hacia los lados o enanchura, existe una reacción magnética a ese crecimiento en intensidad dela corriente eléctrica. Sin embargo, si un tubo de fuerza se mueve de lado, hay pocao ninguna resistencia.

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 Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder popular para la educaciónE.T “Luis María Olaso” 

Prof. Ángel Martínez

Integrantes:Ernesto G #3Raidelis G #5Marco M #1

Ciudad bolívar, 24-10-2011

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Introducción……………………………………………………………………Pg. 1 Desarrollo………………………………………………………………………Pg. 2-4Campo magnético.………………………………………………………….….Pg. 2 Uso.……………………………...…….…………………………………...…...Pg. 2-3Fuentes del campo magnético…………………………………………………Pg. 3-4Líneas de fuerza…..……………………………………………………………Pg. 4 Tubo de fuerza…………………………………………………………………Pg. 4 

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La manera más simple de crear un campo magnético es mediante unelectroimán, que no es más que un trozo de alambre enrollado. Una bobina conforma de tubo recto (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando ademásse curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Puedenproducirse campos magnéticos mucho más fuerte si se sitúa un núcleo dematerial paramagnético o ferro magnético (normalmente hierro dulce o ferrita, aunque también se utiliza el llamado acero eléctrico) dentro de la bobina. El núcleoconcentra el campo magnético, que puede entonces ser mucho más fuerte que el dela propia bobina.

Los campos magnéticos generados por bobinas se orientan según la regla de lamano derecha. Si los dedos de la mano derecha se cierran en torno a la direcciónde la corriente que circula por la bobina, el pulgar indica la dirección del campodentro de la misma. El lado del imán del que salen las líneas de campo se definecomo polo norte.

Además, dentro de la bobina se crean corrientes inducidas cuando ésta estásometida a un flujo variable. Estas corrientes son llamadas corrientes deFoucault y en general son indeseables, puesto que calientan el núcleo y provocanuna pérdida de potencia.