Entendamos juntos qué es un campo magnético. Después de todo, muchas personas viven en este campo toda su vida y ni siquiera piensan en ello. ¡Es hora de arreglarlo!
Un campo magnético
Un campo magnético- un tipo especial de materia. Se manifiesta en la acción sobre cargas eléctricas en movimiento y cuerpos que tienen su propio momento magnético (imanes permanentes).
Importante: ¡el campo magnético no afecta a las cargas estacionarias! Un campo magnético también se crea mediante cargas eléctricas en movimiento, o por un campo eléctrico que varía en el tiempo, o por los momentos magnéticos de los electrones en los átomos. Es decir, ¡cualquier cable a través del cual fluye corriente también se convierte en un imán!
Un cuerpo que tiene su propio campo magnético.
Un imán tiene polos llamados norte y sur. Las designaciones "norte" y "sur" se dan únicamente por conveniencia (como "más" y "menos" en electricidad).
El campo magnético está representado por líneas eléctricas magnéticas. Las líneas de fuerza son continuas y cerradas, y su dirección siempre coincide con la dirección de acción de las fuerzas del campo. Si se dispersa alrededor de un imán permanente virutas de metal, las partículas de metal mostrarán una imagen clara de las líneas de fuerza. campo magnético, saliendo del norte y entrando Polo Sur. Característica gráfica de un campo magnético: líneas de fuerza.
Características del campo magnético.
Las principales características del campo magnético son inducción magnética, flujo magnético Y permeabilidad magnética. Pero hablemos de todo en orden.
Observemos inmediatamente que todas las unidades de medida se dan en el sistema. SI.
Inducción magnética B – magnitud física vectorial, que es la principal fuerza característica del campo magnético. Denotado por la letra B . Unidad de medida de inducción magnética – tesla (t).
La inducción magnética muestra qué tan fuerte es el campo al determinar la fuerza que ejerce sobre una carga. este poder llamado fuerza de lorentz.
Aquí q - cargar, v - su velocidad en un campo magnético, B - inducción, F - Fuerza de Lorentz con la que actúa el campo sobre la carga.
F– una cantidad física igual al producto de la inducción magnética por el área del circuito y el coseno entre el vector de inducción y la normal al plano del circuito por el que pasa el flujo. Flujo magnético- característica escalar del campo magnético.
Podemos decir que el flujo magnético caracteriza el número de líneas de inducción magnética que penetran en una unidad de área. El flujo magnético se mide en Weberach (Wb).
Permeabilidad magnética– determinación del coeficiente propiedades magnéticas ambiente. Uno de los parámetros de los que depende la inducción magnética de un campo es la permeabilidad magnética.
Nuestro planeta ha sido un enorme imán durante varios miles de millones de años. La inducción del campo magnético terrestre varía según las coordenadas. En el ecuador es aproximadamente 3,1 veces 10 elevado a menos la quinta potencia de Tesla. Además, existen anomalías magnéticas en las que el valor y la dirección del campo difieren significativamente de las zonas vecinas. Algunas de las anomalías magnéticas más grandes del planeta: kursk Y Anomalías magnéticas brasileñas.
El origen del campo magnético de la Tierra sigue siendo un misterio para los científicos. Se supone que la fuente del campo es el núcleo de metal líquido de la Tierra. El núcleo se está moviendo, lo que significa que la aleación fundida de hierro y níquel se está moviendo, y el movimiento de las partículas cargadas es la corriente eléctrica que genera el campo magnético. El problema es que esta teoría ( geodinamo) no explica cómo se mantiene estable el campo.
La Tierra es un enorme dipolo magnético. Los polos magnéticos no coinciden con los geográficos, aunque sí están muy próximos. Además, los polos magnéticos de la Tierra se mueven. Su desplazamiento se ha registrado desde 1885. Por ejemplo, durante los últimos cien años, el polo magnético del hemisferio sur se ha desplazado casi 900 kilómetros y ahora se encuentra en el Océano Austral. El polo del hemisferio ártico avanza por el norte océano Ártico Según la anomalía magnética de Siberia Oriental, su velocidad de movimiento (según datos de 2004) era de unos 60 kilómetros por año. Ahora se está produciendo una aceleración del movimiento de los polos: en promedio, la velocidad aumenta 3 kilómetros por año.
¿Cuál es el significado del campo magnético de la Tierra para nosotros? En primer lugar, el campo magnético de la Tierra protege al planeta de rayos cósmicos y viento solar. Las partículas cargadas procedentes del espacio profundo no caen directamente a la Tierra, sino que son desviadas por un imán gigante y se mueven a lo largo de sus líneas de fuerza. De este modo, todos los seres vivos están protegidos de las radiaciones nocivas.
Han ocurrido varios eventos a lo largo de la historia de la Tierra. inversiones(cambios) de polos magnéticos. inversión de polos- Aquí es cuando cambian de lugar. Ultima vez este fenómeno ocurrió hace unos 800 mil años, y en total hubo más de 400 inversiones geomagnéticas en la historia de la Tierra. Algunos científicos creen que, dada la aceleración observada del movimiento de los polos magnéticos, se debe esperar la próxima inversión de polos. en los próximos dos miles de años.
Afortunadamente, todavía no se espera un cambio de polos en nuestro siglo. Esto significa que puedes pensar en cosas agradables y disfrutar de la vida en el antiguo campo constante de la Tierra, habiendo considerado las propiedades y características básicas del campo magnético. ¡Y para que puedas hacer esto, están nuestros autores, a quienes puedes confiar con confianza algunas de las tareas educativas! y otros tipos de trabajos que puedes encargar mediante el enlace.
En el siglo pasado, varios científicos propusieron varias suposiciones sobre el campo magnético de la Tierra. Según uno de ellos, el campo aparece como resultado de la rotación del planeta alrededor de su eje.
Se basa en el curioso efecto Barnett-Einstein, que consiste en que cuando cualquier cuerpo gira surge un campo magnético. Los átomos en este efecto tienen su propio momento magnético mientras giran alrededor de su eje. Así aparece el campo magnético de la Tierra. Sin embargo, esta hipótesis no resistió las pruebas experimentales. Resultó que el campo magnético obtenido de una forma tan nada trivial es varios millones de veces más débil que el real.
Otra hipótesis se basa en la aparición de un campo magnético debido al movimiento circular de partículas cargadas (electrones) en la superficie del planeta. Ella también resultó insolvente. El movimiento de los electrones puede provocar la aparición de un campo muy débil, y esta hipótesis no explica la inversión del campo magnético terrestre. Se sabe que el polo norte magnético no coincide con el polo norte geográfico.
Viento solar y corrientes del manto.
El mecanismo de formación del campo magnético de la Tierra y otros planetas. sistema solar no ha sido completamente estudiado y sigue siendo un misterio para los científicos. Sin embargo, una hipótesis propuesta explica bastante bien la inversión y la magnitud de la inducción del campo real. Se basa en el trabajo de las corrientes internas de la Tierra y el viento solar.
Las corrientes internas de la Tierra fluyen por el manto, que está formado por sustancias con muy buena conductividad. La fuente de corriente es el núcleo. La energía del núcleo a la superficie de la Tierra se transfiere por convección. Así, en el manto hay movimiento constante Sustancia que forma un campo magnético según la conocida ley del movimiento de las partículas cargadas. Si asociamos su aparición sólo con corrientes internas, resulta que todos los planetas cuyo sentido de rotación coincide con el de la Tierra deberían tener un campo magnético idéntico. Sin embargo, no lo es. El polo norte geográfico de Júpiter coincide con su polo norte magnético.
En la formación del campo magnético terrestre no sólo participan las corrientes internas. Se sabe desde hace tiempo que responde al viento solar, una corriente de partículas de alta energía provenientes del Sol como resultado de reacciones que ocurren en su superficie.
El viento solar es, por su naturaleza, una corriente eléctrica (el movimiento de partículas cargadas). Llevado por la rotación de la Tierra, crea una corriente circular, que conduce a la aparición del campo magnético terrestre.
El uso generalizado de campos magnéticos en la vida cotidiana, en la producción y en investigación científica. Basta nombrar dispositivos como generadores de corriente alterna, motores eléctricos, relés, aceleradores. partículas elementales y varios sensores. Echemos un vistazo más de cerca a qué es un campo magnético y cómo se forma.
¿Qué es un campo magnético? Definición
Un campo magnético es un campo de fuerza que actúa sobre partículas cargadas en movimiento. El tamaño del campo magnético depende de la velocidad de su cambio. Según esta característica, se distinguen dos tipos de campos magnéticos: dinámicos y gravitacionales.
El campo magnético gravitacional surge sólo cerca de partículas elementales y se forma dependiendo de las características de su estructura. Las fuentes de un campo magnético dinámico son cargas eléctricas en movimiento o cuerpos cargados, conductores portadores de corriente y sustancias magnetizadas.
Propiedades del campo magnético
El gran científico francés André Ampère logró descubrir dos propiedades fundamentales del campo magnético:
- La principal diferencia entre un campo magnético y un campo eléctrico y su principal propiedad es que es relativo. Si toma un cuerpo cargado, lo deja inmóvil en algún marco de referencia y coloca una aguja magnética cerca, entonces, como de costumbre, apuntará hacia el norte. Es decir, no detectará ningún campo que no sea el terrestre. Si comienza a mover este cuerpo cargado en relación con la flecha, comenzará a girar; esto indica que cuando el cuerpo cargado se mueve, también surge un campo magnético, además del eléctrico. Por tanto, aparece un campo magnético si y sólo si hay una carga en movimiento.
- Un campo magnético actúa sobre otra corriente eléctrica. Por lo tanto, esto se puede detectar siguiendo el movimiento de las partículas cargadas: en un campo magnético se desviarán, los conductores con corriente se moverán, el marco con corriente girará y las sustancias magnetizadas se desplazarán. Recordemos aquí la aguja de la brújula magnética, normalmente coloreada. Color azul, - después de todo, es solo un trozo de hierro magnetizado. Siempre mira al norte porque la Tierra tiene un campo magnético. Todo nuestro planeta es un enorme imán: en el Polo Norte hay un cinturón magnético sur y en el Polo Sur polo geográfico Se encuentra el polo norte magnético.
Además, las propiedades del campo magnético incluyen las siguientes características:
- La fuerza de un campo magnético se describe mediante la inducción magnética: es una cantidad vectorial que determina la fuerza con la que el campo magnético afecta las cargas en movimiento.
- El campo magnético puede ser de tipo constante y variable. El primero es generado por un campo eléctrico que no cambia con el tiempo; la inducción de dicho campo también es constante. El segundo se genera con mayor frecuencia mediante inductores alimentados por corriente alterna.
- El campo magnético no puede ser percibido por los sentidos humanos y sólo lo registran sensores especiales.
Todavía recordamos el campo magnético de la escuela, pero lo que representa no es algo que “aparece” en la memoria de todos. Actualicemos lo que hemos cubierto y tal vez le digamos algo nuevo, útil e interesante.
Determinación del campo magnético.
Un campo magnético es un campo de fuerza que afecta a cargas eléctricas (partículas) en movimiento. Gracias a este campo de fuerza, los objetos se atraen entre sí. Hay dos tipos de campos magnéticos:
- Gravitacional: se forma exclusivamente cerca de partículas elementales y su fuerza varía según las características y la estructura de estas partículas.
- Dinámico, producido en objetos con cargas eléctricas en movimiento (transmisores de corriente, sustancias magnetizadas).
La denominación de campo magnético fue introducida por primera vez por M. Faraday en 1845, aunque su significado era un poco erróneo, ya que se creía que tanto la influencia como la interacción eléctrica y magnética se llevaban a cabo sobre la base del mismo campo material. Posteriormente, en 1873, D. Maxwell “presentó” Teoría cuántica, en el que estos conceptos comenzaron a separarse, y el campo de fuerza previamente derivado se denominó campo electromagnético.
¿Cómo aparece un campo magnético?
El ojo humano no percibe los campos magnéticos varios artículos, y sólo sensores especiales pueden detectarlo. La fuente de la aparición de un campo de fuerza magnético a escala microscópica es el movimiento de micropartículas magnetizadas (cargadas), que son:
- iones;
- electrones;
- protones.
Su movimiento se produce debido al momento magnético de espín presente en cada micropartícula.
Campo magnético, ¿dónde se puede encontrar?
Por extraño que parezca, casi todos los objetos que nos rodean tienen su propio campo magnético. Aunque en el concepto de muchos, solo un guijarro llamado imán tiene un campo magnético que atrae objetos de hierro hacia sí. De hecho, la fuerza de atracción existe en todos los objetos, pero se manifiesta con menor valencia.
También hay que aclarar que un campo de fuerza, llamado magnético, aparece únicamente cuando cargas eléctricas o cuerpos están en movimiento.
Las cargas estacionarias tienen un campo de fuerza eléctrico (también puede estar presente en cargas en movimiento). Resulta que las fuentes del campo magnético son:
- magnetos permanentes;
- cargas en movimiento.
Un campo magnético este es el asunto que surge en torno a las fuentes corriente eléctrica, así como alrededor de imanes permanentes. En el espacio, el campo magnético se manifiesta como una combinación de fuerzas que pueden influir en los cuerpos magnetizados. Esta acción se explica por la presencia de descargas impulsoras a nivel molecular.
El campo magnético se forma sólo alrededor cargas eléctricas que están en movimiento. Por eso los campos magnético y eléctrico son integrales y juntos forman campo electromagnetico. Los componentes del campo magnético están interconectados y se influyen entre sí, cambiando sus propiedades.
Propiedades del campo magnético:
1. Un campo magnético surge bajo la influencia de cargas impulsoras de corriente eléctrica.
2. En cualquier punto, el campo magnético está caracterizado por el vector. cantidad física con derecho inducción magnética, que es la fuerza característica del campo magnético.
3. Un campo magnético sólo puede afectar a imanes, conductores portadores de corriente y cargas en movimiento.
4. El campo magnético puede ser de tipo constante o alterno.
5. El campo magnético se mide únicamente con instrumentos especiales y no puede ser percibido por los sentidos humanos.
6. El campo magnético es electrodinámico, ya que se genera únicamente por el movimiento de partículas cargadas y afecta únicamente a las cargas que están en movimiento.
7. Las partículas cargadas se mueven a lo largo de una trayectoria perpendicular.
El tamaño del campo magnético depende de la tasa de cambio del campo magnético. Según esta característica, existen dos tipos de campos magnéticos: campo magnético dinámico Y campo magnético gravitacional. Campo magnético gravitacional aparece solo cerca de partículas elementales y se forma dependiendo de las características estructurales de estas partículas.
Momento magnético Ocurre cuando un campo magnético actúa sobre un marco conductor. En otras palabras, el momento magnético es un vector que se ubica en la línea que corre perpendicular al marco.
El campo magnético se puede representar gráficamente. utilizando líneas de fuerza magnéticas. Estas líneas se dibujan en una dirección tal que la dirección de las fuerzas del campo coincida con la dirección de la propia línea de campo. Las líneas de fuerza magnéticas son continuas y cerradas al mismo tiempo.
La dirección del campo magnético se determina mediante una aguja magnética. Las líneas eléctricas también determinan la polaridad del imán, el final con la salida de las líneas eléctricas es Polo Norte, y el final, con la entrada de estas líneas, es el polo sur.
Es muy conveniente evaluar visualmente el campo magnético utilizando limaduras de hierro comunes y una hoja de papel.
Si colocamos una hoja de papel sobre un imán permanente y espolvoreamos aserrín encima, las partículas de hierro se alinearán según las líneas del campo magnético.
La dirección de las líneas eléctricas de un conductor está convenientemente determinada por el famoso regla de barrena o regla mano derecha
. Si envolvemos nuestra mano alrededor del conductor de modo que pulgar miramos en la dirección de la corriente (de menos a más), luego los 4 dedos restantes nos mostrarán la dirección de las líneas del campo magnético. 
Y la dirección de la fuerza de Lorentz es la fuerza con la que actúa el campo magnético sobre una partícula cargada o conductor con corriente, según regla de la mano izquierda.
si colocamos mano izquierda en un campo magnético de modo que 4 dedos miren en la dirección de la corriente en el conductor, y las líneas de fuerza entren en la palma, luego el pulgar indicará la dirección de la fuerza de Lorentz, la fuerza que actúa sobre un conductor colocado en un campo magnético campo. 
Eso es todo. Asegúrese de hacer cualquier pregunta que tenga en los comentarios.
