F I S I C A I I
Campo
Magnético y Flujo
Magnético
Integrantes
Valentina López Karhen Guerrero
Ingrid Márquez Oscar Antúnez Clímaco Pabon
Carmelo Martini Francisco Niño
Líneas de Campo
Magnético
Las líneas de campo
magnético son per-
pendiculares a la
fuerza magnética so-
bre una carga móvil.
Forman circuitos ce-
rrados. Con los po-
los magnéticos aisla-
dos aparentemente
no existen, no hay
Un campo magnético
es un campo de fuerza
creado como conse-
cuencia del movimien-
to de cargas eléctricas
(flujo de la electrici-
dad) . La fuerza
(intensidad o corrien-
te) de un campo mag-
nético se mide en
Gauss (G) o Tesla
(T).
El flujo decrece con la
distancia a la fuente
que provoca el campo.
Los campos mag-
néticos estáticos
son campos magnéti-
cos que no varían
con el tiempo
(frecuencia de 0 Hz).
Se generan por un
imán o por el flujo
constante de electri-
cidad, por ejemplo en
los electrodomésti-
cos que utilizan co-
rriente continua
(CC), y son distintos
de los campos que
cambian con el tiem-
po, como los campos
electromagnéticos
generados por los
electrodomésticos
que utilizan corriente
alterna (AC) o por
los teléfonos móviles,
etc.
Campo Magnético
F I S I C A I I
El Electromagnetismo
es la parte de la Física
que estudia la rela-
ción entre corrientes
eléctricas y campos
magnéticos.
Esta ley primordial-
mente indica que
las líneas de los
campos
magnéticos deben
ser cerradas. .
En otras palabras,
se dice que sobre
una superficie
cerrada, al encerrar
un dipolo en una
superficie cerrada,
no sale ni entra flu-
jo magnético por lo
tanto, el campo
magnético no diver-
ge, no sale de la su-
perficie.
Entonces la diver-
gencia es cero
Matemáticamen-
te esto se expre-
sa así:
Donde es la
densidad de flujo
magnético, tam-
bién llamada in-
ducción magnéti-
ca.
Ley de Gauss
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Entre las defini-
ciones de campo
magnético se encuen-
tra la dada por la
fuerza de Lorentz.
Esto sería el efecto
g e n e r a d o p o r
una corriente eléctri-
ca o un imán, sobre
una región del espa-
cio en la que
una carga eléctri-
ca puntual de va-
lor (q), que se despla-
za a una veloci-
dad , experimen-
ta los efectos de
una fuerza que
es perpendicular y
proporcional tanto a
la velocidad (v) como
al campo (B).
Así, dicha carga per-
cibirá una fuerza des-
crita con la siguiente
ecuación.
Donde F es
la fuerza magnéti-
ca, v es la velocidad
y B el campo magné-
tico, también llama-
do inducción magné-
tica y densidad de
flujo magnético. El
módulo de la fuerza
resultante será:
Fuerza de Lorentz
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Líneas de campo magnético exteriores a una
barra imanada, visualizadas por limaduras de
hierro.
La unidad
de B en el SI es
el tesla, que
equivale a weber
por metro cua-
drado (Wb/m²)
o a voltio segun-
do por metro
cuadrado (V s/
m²); en unidades
básicas es kg
s−2 A
−1.
Su unidad en sis-
tema de Gauss
es el gauss (G);
en unidades bási-
c a s e s
cm−1/2 g1/2 s
−1.
L a u n i d a d
de H en el SI es
el amperio por
metro (A/m) (a
veces llamado
ampervuelta por
metro, (Av/m)).
Su unidad en el
sistema de
Gauss es el
oersted (Oe),
que es
dimensional-
mente igual al
Gauss.
La magnitud
del campo
magnético terres-
tre en la superficie
de la Tierra es al-
rededor de 0.5G
Unidades y Magnitudes Típicas
F I S I C A I I
Un campo magnético
tiene dos fuentes que
lo originan. Una de
ellas es una corriente
eléctrica de conduc-
ción, que da lugar a
un campo magnético
estático, si es cons-
tante. Por otro lado
una corriente de des-
plazamiento origina
un campo magnético
variante en el tiempo,
incluso aunque aque-
lla sea estacionaria.
La relación entre el
campo magnético y
una corriente eléctri-
ca está dada por
la ley de Ampère. El
caso más general,
que incluye a la co-
rriente de desplaza-
miento, lo da la ley
de Ampère-Maxwell.
Los campos magnéti-
cos son producidos
por corrientes eléc-
tricas, las cuales pue-
den ser corrientes
macroscópicas en
cables, o corrientes
Fuentes del Campo Magnético
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asociadas con los
electrones en órbi-
tas atómicas.
El campo magnéti-
co B se define en
función de la fuer-
za ejercida sobre
las cargas móviles
en la ley de la fuer-
za de Lorentz.
La interacción del
campo magnético
con las cargas, nos
conduce a numero-
sas aplicaciones
prácticas.
Las fuentes de
campos magnéticos
son esencialmente
de naturaleza dipo-
lar, teniendo un po-
lo norte y un polo
sur magnéticos.
El campo magnético
generado por una úni-
ca carga en movimien-
to
Se calcula a partir de la
siguiente expresión:
Donde
q es la carga crea-
dora del campo
v es la velocidad
de dicha carga
r es la distancia
desde el punto de
la carga hasta el
punto P (campo)
ur es un vector
unitario que va
desde el punto
hasta el campo.
Campo Magnético Producido por
una Carga Puntual
F I S I C A I I
Constante
Internacional
Esta última expresión
define un campo vec-
torial solenoidal, para
distribuciones de car-
gas en movimiento la
expresión es diferen-
te, pero puede pro-
barse que el campo
magnético sigue sien-
do un campo
solenoidal.
La inexistencia de
cargas magnéticas
lleva a que el campo
m a g n é t i c o e s
un campo solenoi-
dal lo que lleva a que
localmente puede ser
d e r i v a d o d e
un potencial vec-
tor A:
A su vez este poten-
cial vector puede ser
relacionado con el
vector densidad de
corriente mediante la
relación:
Campo Magnético Producido por una
Distribución de cargas
F I S I C A I I
El campo magnético
de una distribución de
carga viene
dado por:
El campo de una carga en movi-
miento describe circunferencias en
torno al movimiento de la carga .
la mano dere-
cha (índice, medio,
anular y meñique),
desde el primer vec-
tor qv hasta el segun-
do vector Ur, por el
camino más corto o,
lo que es lo mismo,
el camino que forme
el ángulo menor en-
tre los dos vectores.
El pulgar extendido
indicará en ese punto
la dirección del cam-
po magnético.
Cabe destacar que, a
diferencia del campo
eléctrico, en el cam-
po magnético no se
ha comprobado la
e x i s t e n c i a
de monopolos mag-
néticos, sólo dipolos
magnéticos, lo que
significa que las líneas
de campo magnético
son cerradas, esto es,
el número neto de
líneas de campo que
entran en una super-
ficie es igual al núme-
ro de líneas de cam-
po que salen de la
misma superficie.
La dirección del cam-
po magnético viene
dado por la regla de
la mano derecha,
siendo las pautas las
siguientes:
En primer lugar se
imagina un vector qv,
en la misma direc-
ción de la trayectoria
de la carga en movi-
miento. La dirección
de este vector de-
pende del signo de la
carga, si la carga es
positiva y se mueve
hacia la derecha, el
vector +qv estará
orientado hacia la
derecha.
No obstante, si la
carga es negativa y se
mueve hacia la dere-
cha, el vector es -qv
va hacia la izquierda;
vamos señalando con
los cuatro dedos de
Inexistencia de cargas magnéticas aisladas
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La energía es necesaria para generar un campo magnético, para traba-
jar contra el campo eléctrico que un campo magnético crea y para
cambiar la magnetización de cualquier material dentro del campo
magnético.
Para los materiales no-dispersivos, se libera esta misma energía tanto
cuando se destruye el campo magnético para poder modelar esta
energía, como siendo almacenado en el campo magnético.
Para materiales lineales y no dispersivos (tales que
donde μ es independiente de la frecuencia), la densidad de energía es:
Energía almacenada en campos magnéticos
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Campo magnético
alrededor de un
alambre a través del
cual fluye corriente
eléctrica.
La superficie so-
bre la que actúa
dicho campo.
El ángulo que for-
man las líneas de
fuerza del campo y
los diferentes ele-
mentos de superfi-
cie.
Un flujo magnético
es una magnitud
escalar, indica la
cantidad de líneas de
campo magnético
que atraviesan una
determinada superfi-
cie S en el espacio,
comúnmente se re-
presenta con la letra
griega Φ; sus unida-
des son el weber
(Wb) y el maxwell
(Mx), en el Sistema
Internacional de Uni-
dades y en el Sistema
Cegesimal de Unida-
des, respectivamente.
Calculo del Flujo
Magnético
Intervienen 3 varia-
bles
El campo mag-
nético, que puede
definirse como
una región del es-
pacio en la que
una carga eléctri-
ca puntual, que se
desplaza a una ve-
locidad sufre los
efectos de una
fuerza perpendicu-
lar y proporcional
tanto a la veloci-
dad como al cam-
po B .
Flujo Magnético
F I S I C A I I
Por otra parte cuan-
do B es uniforme, el
cálculo se hará de
acuerdo a la siguiente
ecuación:
Donde, Φ es el flujo
magnético, B es el
vector inducción
magnética, S es el vec-
tor superficie, que
por convenio es nor-
mal a la superficie, y θ es el ángulo que for-
man B y S.
Existen básicamente
dos formas de cal-
cular un flujo magné-
tico, una cuando el
vector inducción no
es uniforme y otra
cuando dicho vector
si lo es.
Para poder explicar
ambos casos, prime-
ro es necesario co-
nocer que un vector
de inducción, es
el flujo magnéti-
co que causa una
carga eléctrica en
movimiento por cada
unidad de área nor-
mal a la dirección
del flujo y se repre-
senta con la letra B.
Entonces cuando B
no es uniforme, el
cálculo deberá ha-
cerse siguiendo esta
ecuación:
Donde, Φ es el flujo
magnético, B, como
ya se dijo, es el vec-
tor inducción mag-
nética y ds es una
superficie infinitesi-
mal.
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