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Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los camposrotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse a dos separadas pero muy relacionados símbolos B y H.
Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuánticafundamental, su espin. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplinade circuitos magnéticos.
Entre las definiciones de campo magnético se encuentra la dada por la fuerza de Lorentz. Esto sería el efecto sobre una región del espacio, generado por una corriente eléctrica o un imán, en la que una carga eléctrica puntual de valor (q), que se desplaza a una velocidad , experimenta los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad (v) como alcampo (B). Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente ecuación.
donde F es la fuerza magnética, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorialtiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerzaresultante será
La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad (la cual la podemos localizar en el espacio) de orientar un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre puede ser considerada un magnetómetro.
Relacion entre magnetismo y electricidadElectricidad y magnetismo se habían investigado como campos distintos de la física, hasta que en 1820 el danés Hans Christian Oersted, descubrió que existía relación entre ambos.
Una corriente eléctrica que viaja a lo largo de un alambre conductor produce un campo magnético concéntrico.
La dirección de las líneas del campo magnético se establece por convención utilizando la regla de la manoderecha: se toma el alambre con la mano derecha envolviéndolo con los dedos e indicando mediante el pulgar el sentido de la corriente; las puntas de los cuatro dedos restantes muestran el sentido de las líneas del campo magnético.
Si el alambre por el cual pasa una corriente se enrolla en forma de espiral (solenoide), el efecto del campo en su interior se refuerza y depende del número de vueltasque tenga el solenoide cuando pasa la corriente. El campo producido es parecido al de un imán de barra.
Éste es el principio en que se basa el electroimán. El campo magnético producido en el interior del solenoide, magnetiza la barra de hierro dulce o núcleo sobre la que está enrollado el alambre y las líneas del campo magnético aumentan. Entre las aplicaciones del electroimán están: timbre,telégrafo, teléfono, televisores, generadores y motores.
Obtención de electricidad del magnetismo
Así como una corriente eléctrica genera un campo magnético, un campo magnético puede generar una corriente eléctrica.
El físico y químico inglés Michael Faraday demostró (1831) que si se mueve un imán dentro de una bobina (solenoide) de alambre conductor, se obtiene una corriente inducida....
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