flujo magnetico

SUBTEMA 3.1.2. CAMPO MAGNETICO E INTENSIDAD DE CAMPO.
CAMPO MAGNETICO.- Desde hace más de un siglo, el inglés Michael Faraday estudió los efectos producidos por los imanes.
Observó que un imán permanente ejerce una fuerza sobre un trozo de hierro o sobre cualquier imán cercano a él, debido a la presencia de un campo de fuerzas cuyos efectos se hacen sentir a través de un espacio vacío.Faraday imaginó que de un imán salían hilos o líneas que se esparcían, a estas las llamó líneas de fuerza magnéticas. Dichas líneas se encuentran más en los polos pues ahí la intensidad es mayor.
Las líneas de fuerza producidas por un imán ya sea de barra o de herradura, se esparcen desde el polo norte y se curvan hacia el polo sur.
A la zona que rodea a un imán y en el cual su influencia puededetectarse recibe el nombre de campo magnético. Faraday señaló que cuando dos imanes se encuentran cerca uno de otro, sus campos magnéticos se interfieren recíprocamente. Cuando un polo norte se encuentra cerca de uno sur, las líneas de fuerza se dirigen del norte al sur; cuando se acercan 2 polos iguales, las líneas de cada uno se alejan de las del otro.
Densidad de flujo magnético.
El conceptoexpresado por Faraday acerca de las líneas de fuerza, es imaginario, pero resulta muy útil para dibujar los campos magnéticos y cuantificar sus efectos. Una sola línea de fuerza equivale a la unidad del flujo magnético Φ en el sistema CGS y recibe el nombre de maxwell. Sin embargo esta unidad es muy pequeña de flujo magnético, por lo que en el Sistema Internacional se emplea una unidad muchomayor llamada weber y cuya equivalencia es la siguiente:
1 weber= 1x 108 maxwells.
1 maxwell= 1 x 10-8 webers.
Un flujo magnético Φ que atraviesa perpendicularmente una unidad de área A recibe el nombre de densidad de flujo magnético o inducción magnética B. Por definición: densidad del flujo magnético en una región de un campo magnético equivale al número de líneas de fuerza, o sea el flujomagnético que atraviesan perpendicularmente a la unidad de área. Matemáticamente se expresa:
B = Φ Φ= BA donde B= densidad del flujo magnético
A se mide en weber/m2.
Φ= flujo magnético en webers (wb).
A = área sobre la que actúa el flujo magnético, se expresa en metros cuadrados. (m2).
Nota: la densidad de flujo magnético también recibe el nombre de inducción magnética.
En el SI la unidadde densidad de flujo magnético es el Wb/m2, el cual recibe el nombre de Tesla en honor del físico yugoslavo Nicolás Tesla. En el sistema CGS la unidad usada es el maxwell/cm2 que recibe el nombre de Gauss (G) y cuya equivalencia es la siguiente:
1 Wb/m2= 1 T = 1 x 104 maxwell/cm2.
= 1 x 104 G.
Cuando el flujo magnético no penetra perpendicularmente un área, sino que lo hace con un ciertoángulo, la expresión para calcular la densidad del flujo magnético será:
B =Φ
Asenθ ó Φ = B A senθ
Donde θ= ángulo formado por el flujo magnético y la normal de la superficie.
Resolución de problemas de flujo magnético.
1.- En una placa circular de 3 cm de radio existe una densidad de flujo magnético de 2 Teslas. Calcular el flujo magnético total a través de la placa en webers y maxwellsDatos Fórmula Sustitución.
r =3cm=0.03 m Φ = BA Φ=2 wb/m2x
B = 2 Teslas Cálculo del área 28.26 x 10-4m2
Φ=? De la placa: Φ=56.52x10-4
1 wb=1x108 A=πr2. webers.
Maxwells. A=3.14 x(0.03 m)2 56.52x10-4 wbx
A= 28.26 x 10-4 m2. 1x108 maxwells/1 weber
Φ=56.52 x104 maxwells.
2.- Una espira de 15 cm de ancho por 25 cm de largo forma un ángulo de 27° con respecto al flujomagnético que penetra por la espira debido a un campo magnético cuya densidad de flujo es de 0.2 Teslas. Calcular el flujo magnético que penetra por la espira.
Datos Fórmula Sustitución.
A =15 cm x 25 cm Φ= BAsenΘ Φ =0.2 Tx 3.8
Θ =27° Cálculo del área. X 10-2 m2x
B = 0.2 T A=0.15 mx 0.25 m 0.4540.
Φ=? A= 3.8 x 10-2 m2. B = 3.5x10-3 Wb
Permeabilidad magnética e intensidad de campo...