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MONOGRAFIAS FÍSICAS

ELECTROMAGNETISMO II

Campo magnético. Inducción.- en vez de estudiar directamente las fuerzas ejercidas por una carga móvil sobre otra, resulta más cómodo considerar que una carga móvil crea un campo magnético en el espacio que la rodea, y es este campo el que ejerce una fuerza sobre cualquier otra carga que se mueve en él. Además de este campo magnético que se crea alrededor de la partícula móvil, existe electrostático que rodea la carga aun cuando ésta no se encuentra en movimiento. Cualquier partícula cargada que se encuentre en el seno de estos campos combinados, experimenta una fuerza debida al campo electrostático, ya se halla en reposo o movimiento. Si la carga se encuentra en movimiento también actúa sobre ella y el campo magnético.

Sí dice que existe un campo magnético en un punto del espacio si, además de la fuerza electrostática, se ejerce una fuerza sobre una carga móvil que pase por dicho punto.

El campo eléctrico creado por cargas móviles o corrientes es, como muy pequeño por lo que podemos despreciar la fuerza electrostática si la comparamos con la fuerza magnética.

Existen muchas analogías entre los campos eléctricos y magnéticos y, en cierta forma, ambos se consideran como parte de un campo más amplio que se denomina campo electromagnético y en el que ambos actúan complementándose.

De igual forma a como hemos hecho para el campo eléctrico, podemos considerar que el campo magnético es una magnitud vectorial que tiene en cada punto un cierto valor y una determinada dirección.

Un campo magnético, como un campo eléctrico, puede representarse por líneas llamadas líneas de inducción, cuya dirección en cada punto es la del vector intensidad del campo magnético o inducción magnética.

Se ha convenido en decir que el número de estas líneas por unidad de superficie normal a su dirección es igual al valor de la inducción. Por lo tanto, la inducción en un punto puede expresarse en líneas por unidad de superficie.

En el sistema m. k. s. una línea de inducción se denomina Weber , con lo inducción magnética en este sistema se expresará en webers por metro cuadrado.(\( wb/m^2 \)) unidad que recibe el nombre de tesla.

En un sistema electromagnético una línea de inducción se denomina Maxwell y la inducción magnética se expresa es maxwells por \( cm^2 \) unidad que recibe el nombre de gauss, y que al igual que la tesla ya hemos encontrado en el apartado interior.

El número total de líneas de inducción que atraviesan una superficie se denomina flujo magnético a través de la superficie y se representa por\( \Phi \) El flujo magnético a través de cualquier superficie, cerrada o no, colocada en un campo magnético, vale:

    \( \displaystyle\Phi = \int_S \vec{B}·\hat{u}_N·dS \)

Como no hay masas o polos magnéticos aislados, las fuerza del campo magnético B, son cerradas, por lo que podemos decir que el flujo magnético a través de una superficie cerrada siempre es nulo, es decir:

    \( \displaystyle\Phi = \int_S \vec{B}·\hat{u}_N·dS = 0\)

O lo que es igual, que el flujo entrante a través de cualquier superficie cerrada es igual al flujo saliente. Este resultado constituye la ley de Gauss para el campo magnético.

Por un razonamiento semejante al empleado para obtener la Ley de Gauss fuera un diferencial para el campo eléctrico, podemos hacer:

    \( \displaystyle \frac{\partial B_x}{\partial x} + \frac{\partial B_y}{\partial y} + \frac{\partial B_z}{\partial z} \)

O lo que es igual:

    \( Div \; \vec{B} = 0 \)

Ecuación que resume una de las propiedades estructurales del campo magnético.

Monografía en dos capítulos, primer capítulo: Electromagnetismo. Capítulo dos y final Electromagnetismo (II)

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Página publicada por: José Antonio Hervás