Fórmula de magnetismo

El magnetismo es un proceso científico que es inducido por un campo electromagnético. Los campos magnéticos son generados por los momentos magnéticos y las corrientes eléctricas de las partículas elementales. Los campos magnéticos tienen una fuerte atracción por los materiales ferromagnéticos. Como resultado, pueden atraerse fácilmente hacia los imanes permanentes. El cobalto, el níquel, el hierro y sus aleaciones son ejemplos de compuestos ferromagnéticos. La temperatura, así como otros factores como el campo magnético y la presión, influyen en el estado magnético de un material.

¿Qué es el campo magnético?

Se forma un campo magnético alrededor de un alambre cuando una corriente eléctrica pasa a través de él. Este campo magnético también crea anillos concéntricos alrededor del cable. Además, la dirección del campo magnético está determinada por la dirección de la corriente.

Además, podemos usar la ‘regla de la mano derecha’, que consiste en señalar con el pulgar de la mano derecha la dirección del flujo de corriente. Además, el campo magnético se alinea con la orientación de los dedos doblados. La magnitud del campo está determinada por la cantidad de corriente y la distancia desde el cable.

Fórmula

El efecto magnético de un campo eléctrico es la propiedad que produce un campo eléctrico alrededor del conductor. El Prof. HC Oersted estableció este fenómeno por primera vez en 1820. Cuando mantuvo la aguja magnética junto a un cable conductor de corriente, vio la desviación. La ley de Ampere indica la dirección en la que se desvía la aguja. La fuerza del campo magnético viene dada por la siguiente fórmula:

B = 

dónde,

• μ ₀ representa la asignación de espacio libre (μ0 ​= 4π×10 ⁻⁷ T.m/A).
• I se refiere a la magnitud de la corriente en amperios.
• d y l se refieren a la distancia y la longitud del cable respectivamente.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1. ¿La fem en un alambre en un campo magnético depende de la resistencia del bucle? Si no, ¿por qué?

Solución:

Dado que, fem = 

Aquí, ϕ = B x A

Como resultado, la resistencia del bucle no se relaciona con la magnitud de la fem producida. Solo influye el área o el tamaño del bucle.

Pregunta 2. La fuerza de un campo magnético uniforme a través de un cable de 2 m de largo con una corriente de 7 A es de 3,5 T. Encuentra la fuerza sobre el cable si forma un ángulo de 30 grados.

Solución:

Sabemos, F = ILBsinθ

Aquí, I = 7 A, L = 2 m, B = 3,5 T, θ = 30°

⇒ F = (7 A)(2 m)(3,5 T)(sen30°)

⇒ F = 24,5 kg m/s ²

Pregunta 3. Considere un bucle de alambre cuya superficie es tangencial a su punto de vista. Una corriente constante fluye a través del bucle en el sentido de las agujas del reloj. ¿Qué pasaría si se activase un campo magnético apuntando en tu dirección?

Solución:

Esto se puede responder usando el concepto de inducción. La corriente que fluye a través del bucle se ajustará para contrarrestar un cambio en el campo magnético. Inicialmente, el campo magnético del bucle apunta en una dirección que se aleja del espectador. Como resultado, si el campo magnético externo se habilita inesperadamente en la dirección opuesta (hacia el espectador), la corriente en el circuito invertirá este cambio y aumentará mientras se mantiene de derecha a izquierda.

Pregunta 4. Mientras un flujo magnético constante apunta hacia la página, un electrón se mueve a una velocidad constante hacia la derecha en algún lugar a lo largo del plano de la página. Encuentre la dirección de la fuerza sobre él.

Solución:

Esta pregunta requiere el uso de la regla del pulgar derecho. Apunte los dedos de su mano derecha en la posición de la velocidad del electrón (hacia la derecha). Gire el pulgar en la dirección del campo magnético (hacia la página). Tu palma debería estar acercándose a la fuerza que actúa sobre el electrón. Sin embargo, debido a que los electrones son negativos, esta dirección debe invertirse, lo que implica que la fuerza se dirige hacia arriba a través del plano de la página.

Pregunta 5. La fuerza de un campo magnético uniforme a través de un cable de 0,5 m de largo con una corriente de 3 A es de 8 T. Encuentra la fuerza sobre el cable si forma un ángulo de 30 grados.

Solución:

Sabemos, F = ILBsinθ

Aquí, I = 4 A, L = 0,5 m, B = 8 T, θ = 30°

⇒ F = (4 A)(0,5 m)(8 T)(sen30°)

⇒ F = 8 kg m/s ²