Campo magnético – Part 5

Las cargas eléctricas estáticas crean un campo eléctrico y si las cargas comienzan a moverse, crean un campo magnético. El campo de fuerza también es desarrollado por el Imán, un imán permanente que crea una fuerza conocida como fuerza magnética que crea líneas magnéticas que no son visibles a simple vista, pero ciertos experimentos muestran que un imán crea líneas magnéticas a su alrededor. coloque un imán debajo de una hoja de papel y coloque una lima de hierro encima de la hoja de papel, se observará que la lima de hierro ha creado un patrón en la hoja de papel, el patrón se parece a las líneas de campo eléctrico, sin embargo, en líneas de campo magnético, las líneas forman un circuito cerrado, fuera del imán, viajan del polo norte al polo sur y dentro del imán, viajan del polo sur al polo norte.

Imanes y campos magnéticos

Un imán es un material que tiene la capacidad de producir fuerza magnética que crea líneas de campo magnético, la fuerza de campo puede atraer y repeler otros materiales ferromagnéticos como hierro, níquel, etc. 

El campo magnético es una cantidad vectorial (tiene tanto magnitud como dirección), la dirección del campo magnético es del polo norte al polo sur. Las líneas de campo magnético siempre forman curvas cerradas, y la fuerza está determinada por qué tan cerca están las líneas de campo magnético, las líneas de campo están más cerca entre sí cuando están más cerca del material magnético y están más alejadas entre sí cuando están lejos del material magnético. material.

Efecto magnético de la corriente eléctrica

Cuando se pasa corriente a través de un material magnético, se produce un campo magnético, si se coloca una aguja cerca del material, al proporcionar la carga eléctrica (cargas en movimiento), la aguja se desviará. El área hasta el punto donde la fuerza es ejercida por el material magnético se llama campo magnético.

Propiedades del campo magnético:

• La fuerza del campo magnético es directamente proporcional a la densidad de las líneas de campo producidas por ellos.
• Las líneas de campo magnético nunca se cruzan entre sí.
• Los campos magnéticos siempre tendrán bucles cerrados y continuos.

Líneas de campo magnético debido al conductor recto portador de corriente

Las líneas de campo magnético producidas por un conductor recto que transporta corriente tienen la forma de círculos concéntricos, dependiendo de la dirección de la corriente, las líneas de campo magnético también cambian de dirección. La dirección de las líneas del campo magnético se puede identificar mediante la regla del pulgar derecho o la regla del sacacorchos de Maxwell.

Regla del pulgar de la mano derecha:

De acuerdo con la regla del pulgar de la mano derecha, si el pulgar de la mano derecha se coloca en la dirección de la corriente en movimiento, entonces la dirección de los dedos muestra la dirección de las líneas del campo magnético. De manera similar, si el pulgar se coloca en la dirección del campo magnético. líneas, entonces la dirección de la corriente se muestra por la dirección de los dedos curvados.

Regla del sacacorchos de Maxwell:

De acuerdo con la regla del sacacorchos de Maxwell, un tornillo puede indicar la dirección de las líneas del campo magnético. Si el tornillo se mueve hacia adelante, la dirección de rotación muestra la dirección de las líneas del campo magnético, mientras que la dirección del movimiento del tornillo muestra la dirección de la corriente y viceversa. 

Líneas de campo magnético debido a la corriente a través de un bucle circular

Las líneas de campo magnético crearán el mismo patrón que creó en el caso de un conductor recto que lleva corriente. Eso significa que las líneas de campo serán de naturaleza concéntrica, pero según la dirección de la corriente, la dirección de las líneas de campo será cambiar también. Por ejemplo, en un bucle circular, imagine dos lugares, uno donde la corriente sube y otro donde la corriente baja, de acuerdo con la regla del pulgar derecho, en el primer caso, las líneas de campo deben ser de naturaleza antihoraria, y en el segundo caso, las líneas de campo deben tener la naturaleza de las manecillas del reloj.

Líneas de campo magnético debido a la corriente en el solenoide

Un solenoide es una bobina helicoidal que al dar corriente se convierte en un electroimán y forma los polos norte y sur y, debido al movimiento de las cargas, crea líneas de campo magnético. Las líneas de campo creadas por el solenoide se parecen a las líneas de campo creadas por un simple imán de barra.

Electroimán

Un electroimán es un tipo de imán formado debido a la corriente que se mueve y pasa a través de él, es un tipo de imán temporal y se ve principalmente como una bobina envuelta sobre un núcleo de hierro dulce (por ejemplo, un solenoide).

Propiedades del electroimán:

• Los electroimanes no son imanes permanentes, son de naturaleza temporal.
• La intensidad de la fuerza magnética se puede alterar variando la corriente.
• Los electroimanes están hechos con núcleo de hierro dulce.

Nota: Cuando se aplica corriente a un material ferromagnético para producir líneas de campo magnético, la fuerza magnética depende del número de dipolos magnéticos alineados. La cantidad de corriente aplicada es directamente proporcional al número de dipolos alineados y la cantidad de fuerza magnética puede ser alterado. Sin embargo, solo se puede hacer hasta cierto punto, hasta el punto en que alcanza la saturación y ya no puede haber más dipolos disponibles para la alineación.

Fuerza sobre un conductor que transporta corriente colocado en un campo magnético

Imagina que un alambre (conductor) se coloca debajo de un imán y se hace pasar corriente por el alambre, debido a las cargas eléctricas en movimiento en un campo magnético, se aplica una fuerza al conductor que lo mueve en cierta dirección, este fenómeno estuvo dado por Michael Faraday . La dirección de la fuerza sobre el conductor está determinada por la regla de la mano izquierda de Fleming. 

Regla de la mano izquierda de Fleming:

De acuerdo con la regla de la mano izquierda de Fleming, la dirección de la fuerza se puede determinar con la ayuda del pulgar, el índice y el dedo medio de la mano izquierda. El pulgar representa la Fuerza, el dedo índice muestra la dirección de las líneas del campo magnético y el dedo medio muestra la dirección de la corriente. Por lo tanto, si el dedo medio y el dedo índice se mantienen en la dirección de las líneas de corriente y campo magnético respectivamente, el pulgar representará la dirección de la fuerza producida en el conductor que lleva la corriente.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Por qué las líneas del campo magnético nunca se cruzan entre sí?

Responder: 

Una de las propiedades de las líneas de campo magnético es que nunca se cruzan entre sí, si lo hacen, el punto de intersección de las líneas de campo magnético mostrará dos direcciones diferentes, lo que no es posible para las líneas de campo, ya que siguen una dirección.

Pregunta 2: ¿Por qué las líneas de campo magnético varían en densidad?

Responder:

Las líneas de campo magnético pueden variar en densidad porque las líneas de campo comienzan cerca del imán y luego se alejan y, a medida que se alejan del imán, el efecto de la fuerza magnética disminuye gradualmente y se detiene después de un punto, ya que la fuerza disminuye. , la densidad de las líneas del campo magnético también tiende a disminuir.

Pregunta 3: ¿Cuáles son las aplicaciones de la regla de la mano izquierda de Fleming?

Responder:

La regla de la mano izquierda de Fleming se aplica en motores eléctricos (motores de CC, motores de inducción, etc.). El concepto básico es que la corriente inducida produce una fuerza en el conductor que ayuda a crear movimiento.

Pregunta 4: ¿Cuál es la diferencia entre imán permanente y electroimán?

Responder: 

Un imán permanente está hecho de material duro. El campo magnético se produce debido a la magnetización y, una vez que se pierde la magnetización, el imán deja de mostrar propiedades magnéticas ya que los dipolos magnéticos no se pueden cambiar más.

Un electroimán está hecho de material blando. El campo magnético se produce aplicando corriente a través de él. Una vez que la corriente se detiene, el magnetismo se detiene pero se desarrolla nuevamente después de aplicar corriente nuevamente. Los dipolos alineados en un electroimán se pueden alterar una y otra vez.

5: Escriba las propiedades de las líneas de campo magnético.

Responder: 

Propiedades de las líneas de campo magnético

• Las líneas de campo magnético deciden la fuerza del campo magnético, cuanto más densas sean las líneas de campo, más fuerte será el campo magnético.
• Siempre forman bucles cerrados y continuos.
• Las líneas de campo magnético nunca se cruzan entre sí, ya que no tienen dos direcciones.