Conceptos Fundamentales del Campo Magnético y sus Aplicaciones

Fuerza del Campo Magnético sobre una Carga Móvil

Si una carga se mueve en la dirección del campo magnético, este no ejerce ninguna acción sobre ella. Para cualquier otra dirección del movimiento de la carga, esta se ve sometida a la acción de una fuerza (fuerza de Lorentz) cuya dirección es perpendicular al plano determinado por los vectores de inducción magnética y velocidad, y cuyo sentido viene dado por la regla de Maxwell.

Flujo del Campo Magnético

Es una magnitud escalar relacionada con el número de líneas de inducción que atraviesan una superficie imaginaria situada en el interior del campo magnético. En el SI se mide en Webers (Wb).

Fuerza del Campo Magnético sobre una Corriente Rectilínea

Depende de:

• Intensidad de corriente que circula.
• Longitud del conductor situado dentro del campo.
• Ángulo que forma el conductor con el campo (Ley de Laplace).

Campo Magnético Creado por una Carga Móvil

Depende de:

• El valor, dQ, de la carga que se mueve.
• La velocidad que posee.
• El seno del ángulo que forma la dirección de la carga con el segmento que une su posición con el punto del campo considerado.
• El cuadrado de la longitud, r, de dicho segmento.

Campo Magnético Creado por una Corriente Rectilínea Indefinida

El valor del campo magnético creado por una corriente rectilínea indefinida, en un punto determinado, es directamente proporcional a la intensidad e inversamente proporcional a la distancia existente entre el conductor y el punto considerado.

Solenoide

Conjunto de corrientes circulares (espiras) equidistantes y paralelas.

Ley de Lenz

El sentido de la corriente inducida en un circuito se determina mediante la ley de Lenz: el sentido de las corrientes inducidas es tal que con sus acciones electromagnéticas tienden a oponerse a las causas que las producen.

Corrientes de Foucault

Las corrientes de Foucault son corrientes eléctricas, cerradas sobre sí mismas, originadas por inducción en los conductores macizos cuando varía el flujo magnético que los atraviesa.

Cómo Evitar las Corrientes de Foucault

Para evitarlas se procura que dichos núcleos no sean macizos sino formados por la superposición de láminas de hierro aisladas entre sí.

Autoinducción

Fenómeno en virtud del cual una corriente de intensidad variable llamada corriente principal crea en su mismo circuito, por inducción, otra corriente denominada corriente autoinducida o extracorriente.

Henrio

Es la autoinducción de un circuito en el que una corriente cuya intensidad varía 1 amperio en cada segundo produce por autoinducción una fuerza electromotriz de 1 voltio.

Comportamiento Magnético de la Materia

• B < B₀: Diamagnética
• B > B₀: Paramagnética
• B >> B₀: Ferromagnética

Sustancias Diamagnéticas

Presentan magnetización solo por efecto de distorsión del movimiento electrónico de sus moléculas. Su permeabilidad relativa es menor que 1 y la susceptibilidad magnética es negativa e independiente de la temperatura.

Sustancias Paramagnéticas

Presentan magnetización no solo por efecto de distorsión del movimiento de sus electrones sino también como consecuencia de la alineación de los momentos magnéticos. Su permeabilidad relativa es mayor que 1 y su susceptibilidad magnética tiene un valor próximo a 0 que disminuye con la temperatura.

Sustancias Ferromagnéticas

Presentan magnetización incluso en la ausencia de campo magnético exterior. Su permeabilidad y susceptibilidad magnéticas son mucho mayores a 1. Su susceptibilidad depende de su "historial" magnético (histéresis) y de la temperatura (temperatura de Curie).

Aplicaciones de las Sustancias Ferromagnéticas

• Imanes permanentes
• Transformadores

Inducción

Cuando una espira corta las líneas de un campo magnético se produce una inducción.

Fuerza Electromotriz Inducida

Es la producida en un circuito inerte mediante la variación del número de líneas de inducción que atraviesan la superficie limitada por él.

Ley de Faraday

El valor de la fuerza electromotriz inducida es independiente de las causas que provocan la variación de flujo y solamente depende de la mayor o menor rapidez con la que varía el flujo a través de la superficie limitada por el circuito y del número de espiras que este posee.