Conceptos y Fenómenos Eléctromagnéticos: Propiedades

Conceptos y Fenómenos Eléctromagnéticos:
Propiedades Magnéticas de los Materiales.
El magnetismo es un fenómeno físico por el cual, los materiales, en mayor o menor medida,
ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Algunos materiales
conocidos presentan propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro,
cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los
materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo
magnético.
Imagen 1. Distribución de las limaduras de hierro en un imán. Bibliomata
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Así pues, un campo magnético no es mas que la región del espacio donde se manifiestan los
fenómenos magnéticos. Estos actúan según unas imaginarias líneas de fuerza, que son el
camino que sigue la fuerza magnética y que son conocidas también como líneas de flujo
magnético. La intensidad o dirección del camo en un determinado punto viene dado por H,
que es una magnitud vectorial. Más adelante abordaremos algunas magnitudes magnéticas y
las unidades en las que se miden, pero ahora continuemos solo con los conceptos que ya
habrá tiempo de complicarnos la existencia.
Video 1. Líneas de fuerza de un campo magnético. Fuente Youtube.
Una magnitud vectorial es aquella que además de venir representada escalarmente, es
decir, por un número; también tiene una dirección y un sentido, indicada por un vector.
1. Comportamiento de los Materiales Magnéticos.
En ausencia de un campo magnético la mayor parte de la materia no manifiesta propiedades
magnéticas; eso es debido a que internamente, los campos magnéticos generados por el
movimiento de los electrones están compensados unos con otros. Sin embargo al someter a
un material, sea el que sea, a la acción de un campo magnético exterior, se produce una
distorsión del movimiento electrónico lo que provoca la aparición de un momento
magnético opuesto al campo exterior. Además, se da el caso de materiales que poseen de
antemano un momento magnético y al ser sometidos a la acción del campo se produce una
alineación de dichos momentos, lo que favorece la propagación del campo magnético.
Imagen 1. Material no magnetizado.
Imagen 2. Material magnetizado.
Fuente: Elaboración propia
Fuente: Elaboración propia
Si el concepto de momento magnético te lía un poco podemos hacer una cosa: pensemos
que a cualquier material magnético o susceptible de ser magnetizado pudiéramos dividirlo
en tantos trozos o partes tan pequeñas como quisiéramos. Cada una de esas diminutas
partes seguiría conservando las propiedades originales del material y podríamos llamarlos
imanes elementales. En realidad esos mini imanes son la causa del movimiento de los
electrones, así si la distribución es aleatoria, como ocurre en los materiales no magnéticos,
unos campos son neutralizados por los demás quedando el material en su conjunto
magnéticamente neutro, pero si el material es magnético entonces se produce una
alineación, tal y como ya se dijo más arriba.
Puede ser interesante que conozcas algo de la biografía de algunos científicos que
contribuyeron con sus dudas, su inquietud por saber más y sus experimentos al
estado actual de nuestra sociedad. Sin sus aportes nuestro modo de vida no sería
igual.
William Gilbert
André Marie Ampère
De lo visto más arriba podemos llegar a la conclusión de que habrá materiales que debido a
los fenómenos de distorsión y alineación presenten distintos comportamientos frente a la
acción de un campo magnético. Así pues, podemos distinguir:
Diamagnéticos: Cuando un material diamagnético es sometido a la acción de un campo
magnético las líneas de fuerza de este son repelidas hacia el exterior, o dicho de otro modo,
un material diamagnético sería repelido permanentemente por cualquier polo de un imán.
La permeabilidad magnética de estos materiales es inferior que la del vacío, pues ofrecen
mayor resistencia que este a la propagación del campo magnético. Son diamagnéticos el
bismuto, el hidrógeno, los gases nobles, cloruro de sodio, germanio, grafito, etc.
Paramagnéticos: Estos materiales son débilmente atraídos por los campos magnéticos, es
decir que si colocamos un material paramagnético dentro de un campo magnético atraerá
hacia sí las líneas de fuerza del campo. Si retiramos el cuerpo de la acción del campo no
conserva propiedades magnéticas. La permeabilidad magnética en estos materiales es
superior a la del vacío. Son paramagnéticos el aluminio, magnesio, titanio, wolframio, etc.
Ferromagnéticos: Son materiales que cuando se introducen dentro de un campo
magnético distorsionan muchísimo las líneas de flujo. Esto es debido a que se produce un
ordenamiento de los momentos magnéticos del material en la misma dirección que el
campo exterior. Si retiramos el material de la acción del campo conservará propiedades
magnéticas durante un tiempo. Aquí la permeabilidad magnética es claramente superior a
la del vacío. Los tres materiales ferromagnéticos por excelencia son hierro, cobalto y níquel,
así como sus aleaciones.
Las gráficas de más abajo muestran el comportamiento de los materiales que se acaba de
describir.
Imagen 3. Propagación de lineas de fuerza en el vacío.
Fuente: Elaboración propia
Imagen 4. Propagación de lineas de fuerza sobre un cuerpo diamagnético.
Fuente: Elaboración propia
Imagen 5. Propagación de lineas de fuerza sobre un cuerpo paramagnético.
Fuente: Elaboración propia
Imagen 6. Propagación de lineas de fuerza sobre un cuerpo ferromagnético.
Fuente: Elaboración propia
1.1. Tipos de Materiales Magnéticos.
Es evidente por lo hasta aquí expuesto que los materiales magnéticos más importantes
desde un punto de vista comercial son los derivados del hierro, aunque hoy en día, la ciencia
de materiales investiga con nuevos materiales magnéticos como por ejemplo la cerámica.
También es importante la aplicación que queremos dar a esos imanes, pues en unos casos
nos interesará que posean un gran campo magnético remanente y en otros que ese campo
magnético pueda ser muy variable. Así pues podemos distinguir:
Materiales magnéticos metálicos: son los ferromagnéticos ya mencionados que se pueden
clasificar en blandos y duros. Los materiales magnéticos blandos son aquellos que tienen
una baja remanencia magnética, es decir se pueden desmagnetizar con más facilidad y se
suelen emplear en electroimanes para poder variar en ellos el flujo magnético y controlar
así la corriente inducida en bobinas, núcleos de transformadores, generadores, etc; los más
comunes son aleaciones de hierro con un 3-4 % de silicio y aleaciones Fe-Ni con nombres
comerciales como Permalloy y Supermalloy. Los materiales magnéticos duros son, como
puedes imaginar, aquellos que tienen un campo magnético remanente grande, es decir
conservan inicialmente un gran campo magnético y son aptos para imanes permanentes.
Se usan por ejemplo para separar ganga no magnética de mena magnética en la extracción
de minerales; se suelen utilizar aleaciones de Fe, Al, Ni, Co; y aleaciones Fe, Cr, Co entre
otras.
Materiales magnéticos cerámicos: son los denominados materiales ferrimagnéticos.
Aunque su origen es cerámico presentan algunas particularidades en su estructura atómica,
de tal forma que tienen un emparejamiento particular de los spines de los electrones, por
lo que se pueden magnetizar. Algunos de estos materiales son las denominadas espinelas,
que son aleaciones de Mn, Ni, Zn, Mg y Co; se suelen utilizar como elementos pasivos para
suprimir interferencias en circuitos electrónicos, como transpondedor en circuitos de
radiofrecuencia que pueden usarse para identificar animales, llaves de automóvil, etc.
Imagen 7. Llave automóvil con transpondedor.
Imagen 8. Identificación de transpondedor canino.
Fuente: Elaboración propia
Fuente: Elaboración propia
Completa los espacios en blanco del siguiente párrafo.
son aquellos que desvían hacia el exterior las
Los materiales
líneas de fuerza al ser sometidos a la acción de un campo magnético
.
Los
materiales
son
aquellos
que
distorsionan
enormemente hacia el
las líneas de fuerza de un campo magnético. La
permeabilidad magnética de los materiales
es ligeramente
superior que en el
como
Comprobar
. A los imanes de origen cerámico también se les conoce
2. Magnitudes Magnéticas.
Cualquiera que desde niño haya jugado con un imán habrá comprobado que estos ejercen
más o menos fuerza de atracción o repulsión según su tamaño o su naturaleza. Esa fuerza
puede ser medida y calculada; así como relacionada con otros parámetros. Digo esto porque
ahora llegamos a la parte que más puede desagradar del tema, las fórmulas y sus resultados
matemáticos. Antes de montar en cólera piensa que las matemáticas son el lenguaje con el
que la Naturaleza se comunica con nosotros, tal vez no te consuele cuando un ejercicio no te
salga pero sería una lástima no llegar ni siquiera a intentarlo, cuando sabemos que ese
conocimiento está ahí fuera dejando que lo atrapemos. Vamos allá.
En algunas explicaciones anteriores ya hemos recurrido a algunas de estas magnitudes,
como la intensidad de campo H o la permeabilidad magnética µ; en este apartado vamos a
conocer algunas de ellas y cómo se relacionan y haremos algunos ejercicios prácticos.
En primer lugar tenemos que hablar de la inducción magnética, B, que no es otra cosa
que la cantidad de líneas de fuerza por unidad de superficie, que en el sistema internacional
se mide en Tesla (T). Si imaginamos un campo magnético, en el vacío, en el que no se
produzca dispersión del flujo, tal y como resultaría el formado por un electroimán en forma
de anillo la inducción magnética vendría dada por
donde N sería el número de espiras de la bobina, I la intensidad de corriente que circula y L
la longitud de la circunferencia media del toroide o anillo, con el que hemos formado el
campo magnético, tal y como indica la imagen inferior. Así mismo, µ0 es la permeabilidad
magnética del vacío cuyo valor es 4π10-7 (N/A 2 )
Imagen 9. Solenoide circular o anillo de Rowland.
Fuente: Elaboración propia
Si ahora cambiáramos el anillo del solenoide por otro de otro material del que queremos
conocer su inducción, observaríamos que la inducción obtenida sería
donde B M es la inducción producida por el material del anillo. Podemos deducir que para las
sustancias diamagnéticas BM tendrá valor negativo. Si ahora dividimos la expresión anterior
por B0 obtendremos
siendo µr la permeabilidad relativa del material respecto del vacío y que es igual al
cociente entre la permeabilidad absoluta del material y la permeabilidad del vacío µr= µ/µ0
Imagen 10. Permeabilidad Magnética en función de la Inducción
magnética B y la intansidad de campo H, para materiales
ferromagnéticos, paramagnéticos, el vacío y diamagnéticos.
Fuente: Wikipedia
Por otro lado χ m es la susceptibilidad magnética que es el grado de magnetización de un
material en respuesta a un campo magnético; ambas magnitudes son adimensionales.
Antes de continuar hagamos algún ejercicio.
Tenemos un solenoide circular como el de la imagen superior de 35 cm de perímetro y
que tiene enrolladas 500 espiras que son recorridas por una corriente de 5 A. En su
interior se coloca un núcleo de un material en el que se mide una inducción magnética
de 0,8 T. Se pide calcular la permeabilidad relativa y absoluta, así como la
susceptibilidad magnética.
Recuerda el valor de la permeabilidad magnética del vacío 4π10-7 Tm/A
En el ejercicio anterior puedes comprobar cómo se cumple la expresión µr=χm +1.
También
podríamos
haber
µ=µr*µ0=89.127*4π*10-7=1.12*10 -4 Tm/A
calculado
la
permeabilidad
absoluta
Es el turno ahora de la magnetización o imanación, M y de la intensidad de campo o
excitación magnética H que sí nos ha aparecido al comienzo del tema.
Hemos visto que un solenoide circular producía un campo magnético B0 en el vacío y que si
cambiábamos el anillo por otro de un material diferente, imaginemos que ferromagnético, el
campo magnético obtenido era B=B0+BM . Podíamos suponer que ese exceso de campo
magnético podía ser debido a que por la bobina del solenoide circulara una corriente
adicional IM que sumada a la inicial I generarían la inducción B. En realidad, al someter a un
núcleo a la acción de un campo magnético lo que ocurre es que en dicho núcleo se producen
unas corrientes que provocan la imantación del material y que reciben el nombre de
corrientes amperianas.
Por lo tanto, podemos suponer que la corriente que circula por la bobina será I+IM; así pues
tendremos
A la expresión N*IM/L es a lo que llamaremos magnetización M y a la expresión N*I/L
intensidad de campo H, por lo que la expresión anterior se puede escribir como
Se sabe que la imanación es proporcional a la intensidad de campo, es decir M=Χ*H; por lo
que podemos escribir
La expresión (1+χ) ya nos apareció cuando hablamos de la inducción magnética, por lo que
simplificando
de donde se deduce que µ=µ0*µr, expresión que ya había aparecido con anterioridad.
La relación entre M y H no es siempre uniforme, pues depende de factores como el tipo de
material y la temperatura, por lo que en la práctica se recurre a tablas o a gráficas como la
de la imagen.
Imagen 11. B/µ/H.
Fuente: Elaboración propia
La excitación magnética de un solenoide circular es de 600 A*vuelta/m y la inducción
magnética del núcleo es de 0,45 T. Se pide calcular la permeabilidad relativa y absoluta
del material.
Recuerda que la excitación magnética es H
Tenemos un solenoide circular tipo anillo de Rowland formado por 650 espiras y
recorrido por 1 A; el diámetro del anillo es de 18 cm y la permeabilidad magnética
relativa del núcleo es de 750. Se pide:
La intensidad de campo.
La inducción magnética del núcleo.
La inducción magnética debida al material.
Repasa los conceptos e inténtalo antes de ver la solución.
3. Histéresis Magnética.
Ahora que ya sabemos que hay distintos tipos de materiales según su comportamiento ante
un campo magnético, imagina que cae en nuestras manos un trozo de metal, por ejemplo la
varilla de un destornillador (cualquier metal no nos serviría, pero sabemos que la varilla del
destornillador es de acero y el componente principal del acero es el hierro, que es uno de los
materiales ferromagnéticos) y queremos convertirlo en un imán. Para ello, lo introducimos
dentro de una bobina que funcionará como un electroimán, regulando la corriente que por
ella circula, y por tanto variando el campo magnético B. Si fuéramos tomando nota de los
valores de intensidad de corriente y por lo tanto de excitación magnética H y por otro lado
anotáramos los valores de inducción magnética obtenida, al llevarlos a una gráfica
obtendríamos una curva parecida a la siguiente:
Imagen 13. Imantación de un material.
Fuente: Elaboración propia
Lo que muestra la gráfica es como va aumentando el campo magnético B en el material
según hemos ido aumnetando la excitación magnética H que depende, como ya sabemos, de
entre otros factores, de la intensidad. El punto 1 representa el punto máximo de campo
magnético que puede adquirir nuestra varilla, es decir la saturación magnética. Por
aclararlo un poco más piensa que nuestra varilla fuera un vaso de agua y la excitación
magnética H azúcar. Añadimos un poco de azúcar a nuestro agua y lo agitamos, si lo
probamos veremos que el agua está un poco dulce (el dulzor sería el campo magnético B);
añadimos una cucharada más de azúcar y observamos que aumenta el dulzor. Si repetimos
la operación varias veces llegará un momento en que por mucho azúcar que añadamos al
agua su dulzor no aumenta y el azúcar se precipita al fondo, habremos alcanzado la
saturación de la disolución agua-azúcar. Eso mismo es lo que le ocurre al material, que
queda saturado magnéticamente, pues todos los momentos magnéticos ya han sido
alineados y se habrá alcanzado el máximo de campo magnético.
Continuemos con nuestro experimento. Ahora vamos a ir eliminando poco a poco la
corriente causante del campo para ver si la inducción magnética B desaparece totalmente. Al
hacerlo observamos lo siguiente:
Imagen 14. Imantación y Desimantación.
Fuente: Elaboración propia
En vez de tener un valor de B nulo, como antes de empezar el experimento, observamos que
el campo magnético tiene el valor indicado con 2 en la gráfica, es decir tiene un campo
magnético remanente. Si no fuera materia inerte, podríamos pensar que es como si la varilla
recordara que ha sido sometida a la acción de un campo magnético de valor 1 y aunque
ahora lo eliminemos le queda cierto valor del mismo. Este hecho, es decir este valor de
magnetismo remanente que designamos Br es lo que se denomina histéresis, que es una
palabra que proviene del griego que significa quedarse atrás.
Si quisiéramos anular este magnetismo remanente tendríamos que invertir el sentido de la
excitación magnética hasta un valor H c que viene representado por 3 en la siguiente imagen
y que se conoce como campo coercitivo o fuerza coercitiva.
Imagen 15. Campo coercitivo.
Fuente: Elaboración propia
Si siguiéramos aumentando la corriente para ver cuál es el valor máximo del campo
magnético en sentido contrario y después quisiéramos anularlo tal y como hemos hecho
anteriormente, el resultado sería como el de la imagen.
Imagen 16. Ciclo de Histéresis.
Fuente: Elaboración propia
Habría un máximo, 4, simétrico a 1 y cuando elimináramos H el material guardaría un
magnetismo remanente 5, que para anularlo habría que incrementar H en sentido contrario
a la etapa anterior, hasta 6.
La curva de histéresis va a depender del material, así habrá materiales que será fácil
imantar y desimantar, a estos los llamábamos materiales magnéticos blandos y por el
contrario, habrá materiales que será más dificil desimantar. Estas curvas se pueden ver en la
imagne siguiente
Imagen 17. Histéresis de distintos materiales. Fuente: Elaboración propia
Los ciclos de imantación y desimantación o, por simplificar, de histéresis provocan en el
material unas pérdidas de energía en forma de calor. Esto se debe a que, por lo general, a
los núcleos magnéticos se les somete a corrientes alternas y estas corrientes que provocan
el alineamiento de los momentos polares en las distintas regiones del material hacen invertir
la polaridad de los mismos; para que la polaridad se invierta hace falta energía, energía que
es tomada de la fuente que la suministra, lo que supone que una parte de esa energía inicial
no es transformada o suministrada y por lo tanto es una pérdida. También se pone de
manifiesto este hecho cuando las corrientes son continuas variables. Estas pérdidas, junto
con otras conocidas como corrientes parasitarias de Foucault son denominadas pérdidas en
el hierro y pueden llegar a suponer hasta un 2% de la energía disponible.
Imagen 18. Balance de pérdidas en una máquina eléctrica.
Fuente: Elaboración propia
La gráfica muestra las distintas pérdidas que se pueden producir en una máquina eléctrica:
pérdidas en las bobinas de cobre por efecto Joule, pérdidas mecánicas debidas al rozamiento
de los componentes móviles y las pérdidas en el hierro debido, entre otros motivos, a los
ciclos de histéresis de los materiales magnéticos.
La finalidad de conocer el comportamiento magnético de la materia estriba en que podremos
elegir aquel material que mejor se adecúa a los requerimentos del dispositivo donde lo
vamos a instalar y así optimizar su rendimiento.
Completa el texto con las palabras que faltan.
Cuando en un material sometido a la acción de un campo magnético deja de aumentar
. Al
la inducción magnética decimos que ha alcanzado su punto de
eliminar la excitación magnética observamos que una parte de la inducción se
. Esta inducción se llama
. Para
eliminar este magnetismo hay que
el sentido de la excitación magnética
y a este valor de H lo llamamos
. Por último, los
materiales magnéticos blandos son aquellos que se imantantan con
y
los duros los que tienen
remanencia magnética.
Comprobar
4. Campos y Fuerzas Magnéticas en Conductores
Eléctricos.
Seguro que si le preguntas a alguien que piense en un objeto cuando tu le digas una palabra
y tú pronuncias "imán" él te responderá con cualquier cuerpo imantado de algún aparato o
incluso de los que usamos para la nevera. Pero con lo que casi nadie te responderá es con
"hilo de cobre" y es que, por extraño que parezca, tiene mucho que ver un conductor
eléctrico con un campo magnético.
Le debemos el descubrimiento a Hans Christian Oersted, que en 1819 junto con Adré Marie
Amperè, observó como una aguja imantada colocada junto a un conductor eléctrico,
recorrido por una corriente, era desviada perpendicularmente; demostrando así la existencia
de un campo magnético en torno a todo conductor atravesado por una corriente eléctrica.
Video 3. Experimento de Oersted
Fuente: www.youtube.es
La forma de este campo magnético la podemos observar si hacemos que un conductor
atraviese de forma perpendicular una superficie sobre la que espolvoreamos limaduras de
hierro. Cuando el conductor es recorrido por una corriente en el sentido que indica la flecha,
las limaduras se reorientarán en círculos concéntricos y el sentido de estos círculos, que es
el sentido de las líneas de fuerza, lo podemos obtener si figuradamente nuestra mano
derecha agarra el conductor y nuestro pulgar señala el sentido de la corriente eléctrica, el
resto de nuestros dedos señalará el sentido del campo magnético circular originado en el
conductor.
Imagen 19. Campo circular producido por un conductor
Imagen 20. Dirección del campo en un conductor
Fuente: Elaboración propia
Fuente: Wikipedia
Teniendo claro ya que una corriente eléctrica produce un campo magnético, vamos a usar
dos conductores de longitud L, recorridos por corrientes I1 e I2, separados una distancia a,
para observar los efectos que en ellos producen los campos magnéticos.
Así observaremos que si las corrientes son del mismo sentido, los conductores se atraen y si
los sentidos son diferentes se repelen
Imagen 21. Conductores atrayéndose por la acción de un campo
Imagen 22. Conductores sep
Fuente: Elaboración propia
Si la intensidad en uno de los conductores aumenta dos o tres veces, también lo hace la
fuerza en él generada.
Imagen 23. Variación de la fuerza al variar la intensidad
Fuente: Elaboración propia
Y por último, si la distancia entre los conductores disminuye, la fuerza aumenta; y si la
distancia aumenta, la fuerza disminuye.
Imagen 24. Variación de la fuerza al variar la separación
Fuente: Elaboración propia
Todos estos experimentos, y sus conclusiones, nos permiten obtener una expresión que
relaciona la fuerza por unidad de longitud con que el conductor 1 atrae al 2
La expresión anterior se puede escribir de otra manera gracias a la ley de Biot-Savart, que
determina la relación existente entre una corriente rectilínea y el campo magnético creado
por ella a una distancia a
donde B es la inducción magnética ya conocida por nosotros y la constante K es igual a
µ0/4π, siendo µ0 la permeabilidad magnética del vacío. Por otro lado, se ha observado en
los experimentos que la fuerza generada es perpendicular a la circulación de la corriente y el
campo magnético por ésta generado también lo es y a su vez perpendicular a la fuerza.
No te preocupes que vamos a recurrir a una regla nemotécnica para poder recordar tanta
perpendicularidad y así poder identificar el vector de cada magnitud, eso sí, tienes que
conocer el nombre de los dedos de tu mano.
Imagen 25. Regla de la mano izquierda
Fuente: Elaboración propia
El dedo pulgar indicará la dirección de la fuerza F, el dedo índice el campo magnético B y el
corazón el sentido de la corriente I. Familiarízate con la posición de los dedos, todos ellos
forman 900 entre sí y di movimiento, campo, corriente con suerte ya no lo olvidarás
(mocaco).
Si profundizamos en la expresión de F 1 de más arriba, generalizándola para cualquier
conductor, se producirá una fuerza F. En él, la corriente I no será más que un flujo de
cargas, es decir I=q/t, y si sustituimos
considerando la unidad de carga eléctrica q, y teniendo en cuenta que la carga se desplaza
por el conductor la distancia l; v=l/t será la velocidad de la carga, tal y como se refleja en la
expresión. De forma vectorial sería.
Por último señalar que siempre el ángulo formado por el conductor y el campo es de 900 ; si
ese no fuera el caso, entonces la expresión de F se vería afectada del seno del ángulo y
observando que si el conductor es paralelo al campo, entonces no se producirá fuerza, pues
sen 900 = 0
siendo φ el ángulo formado por la espira y el campo.
No podemos hablar de la inducción sin citar al físico holandés H. A. Lorentz, pues sus
experimentos sobre la acción de campos magnéticos sobre cargas móviles le permitió enunciar
la ley que lleva su nombre, ley de Lorentz, que sirvió para definir entonces una nueva
magnitud que ya hemos citado, el Tesla. Puesto que B
el Tesla será la inducción de un campo magnético tal que una carga de un coulombio
desplazándose perpendicularmente dentro del campo a la velocidad de 1 m/s, experimenta
una fuerza de un newton.
Cuando en el apartado 2.2 definimos la inducción magnética, dijimos que era la cantidad de
líneas de fuerza por unidad de superficie, pero si de lo que se trata es de conocer el número
total de líneas de fuerza que atraviesan un cuerpo dentro de un campo magnético, es decir
el flujo magnético Φ, entonces
El flujo magnético se mide en webers Wb; 1Wb=1Tm2
Es imposible hablar de estos temas y no mencionar las unidades de las magnitudes
físicas que aparecen. Te propongo un ejercicio para familiarizarte con estas nuevas
unidades. El flujo magnético se mide en Wb; 1 Wb = 1 Txm2 ; si te digo que 1 Wb = 1
Vxs ¿será cierto? Compruébalo haciendo los cambios de unidades que sean pertinentes.
Si no recuerdas la equivalencia de alguna unidad, búscalo en internet en el Sistema
Internacional de Unidades
De la misma manera, comprueba que la unidades de la permeabilidad magnética en el
vacío, µ 0, se pueden expresar en Tm/A y en N/m2
Calcular la tensión producida en un conductor de 50 cm de longitud que se mueve
perpendicularmente a un campo magnético de 1 T a una velocidad de 30 m/s.
¿Recuerdas cuál es la definición de voltaje?
Tenemos un anillo de Rowland con un núcleo de 7 cm2 de sección, 50 cm de diámetro
medio y de un material con una permeabilidad relativa de 3000. Si la bobina tiene una
espira por cada milímetro de perímetro, ¿cuál será el flujo magnético en caso de ser
recorrida por una corriente de 0,45 A?