Densidad de flujo magnético

¿Qué es realmente la densidad de flujo magnético y cómo se puede calcular?

La densidad de flujo magnético o el campo B es indirectamente una medida para indexar la intensidad de un campo magnético. El término campo B está destinado a: no es el campo magnético real, incluso si los dos términos se usan indistintamente en la literatura. Mientras que la densidad del flujo magnético se describe con la letra B, la letra para el campo magnético es H. La siguiente relación se aplica con las llamadas constantes de permeabilidad μ0 (para vacío) y μ (para materiales adicionales):

fórmula de densidad de flujo magnético

Mientras no sea un material ferromagnético, la constante de permeabilidad específica del material μ es aproximadamente 1. Para los materiales ferromagnéticos, este valor a veces puede llegar a 100.000. Si es de nuevo un superconductor, μ = 0. El producto de las dos constantes de permeabilidad y el campo magnético H da, por definición, la densidad de flujo magnético B. Se mide en la unidad Tesla (T).

Fondo

Muchos solos realmente no pueden hacer nada con la fórmula anterior de densidad de flujo magnético. La explicación descriptiva del fondo físico debería proporcionar cierto alivio: alrededor de un conductor, que está atravesado por la corriente, se forma el llamado campo magnético. Esto ejercería fuerzas sobre el cobalto, el níquel, el hierro u otros materiales ferromagnéticos cercanos. La densidad de flujo magnético B, a su vez, indica qué tan fuerte es realmente este campo magnético. A veces también se le llama inducción magnética. B describe la densidad del flujo magnético a través de una superficie. Para hacer este cálculo, hay muchas fórmulas.

Densidad de flujo magnético vs. Flujo magnético: ¿hay alguna diferencia aquí?

La densidad del flujo magnético que pasa a través de una superficie imaginaria es, por lo tanto, el flujo magnético. Ayuda a imaginar una imagen con las líneas del campo magnético entre dos polos. La densidad de las líneas de campo en una sección transversal es, por así decirlo, la densidad del flujo magnético.

De acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, una ley física bien conocida en la electrodinámica, las líneas de campo no pueden detenerse. La densidad de flujo de un imán, por lo tanto, continúa en su espacio exterior. El flujo magnético en sí tiene el símbolo Φ y básicamente denota la totalidad de todas las líneas del campo magnético. El flujo magnético, por lo tanto, resulta de un área determinada A al producto con la densidad de flujo B. El área debe ser perpendicular al río.

flujo magnético

Cargas en movimiento - corrientes - causan un flujo magnético. Este último no tiene principio ni final, ya que las corrientes producen exclusivamente líneas de campo cerrado. Físicamente correcto, esto significa que no hay fuentes o sumideros de flujo magnético o densidad de flujo magnético. Este hecho es la razón por la que siempre hay dos polos que forman un imán: un polo sur y un polo norte.

Las ecuaciones de Maxwell de la electrodinámica expresan este hecho matemáticamente. Es importante comprender que incluso los imanes permanentes se basan en este comportamiento: por ejemplo, las corrientes de circulación microscópicas se forman allí con una corriente I, causada por los movimientos de los electrones en el material. Son responsables del flujo magnético o del campo magnético. La corriente circular crea un llamado momento magnético con el polo sur por debajo del bucle conductor y el polo norte por encima de este bucle conductor. Si la dirección de la corriente se invirtiera, los polos se invertirían.

Hablando físicamente, el flujo magnético se define por el efecto inductivo que ejerce sobre un bucle conductor. Cuando un bucle conductor con un área conocida se coloca en un campo magnético, indica una oleada allí. El flujo magnético es igual a la integral temporal sobre esta oleada:

flujo magnético

El flujo magnético se puede medir con este bucle conductor y la tensión inducida en él. Sin embargo, esto ya no es un método común: una llamada sonda Hall es mucho más precisa. Si la densidad del flujo magnético pasa a través de una superficie curva, el flujo magnético debe definirse como una integral sobre la superficie normal de la densidad del flujo vectorial:

densidad de flujo magnético

Las líneas de campo que entran a través de una superficie cerrada, como la superficie de una esfera, también deben salir allí. Esta es la naturaleza de las líneas de campo cerrado: matemáticamente, esto se manifiesta en que el flujo magnético a través de superficies cerradas es siempre cero. En consecuencia, no hay fuentes o sumideros en la densidad de flujo magnético.

maxwell-equation divergence-freedom Equivalente a esto es la declaración de una de las cuatro ecuaciones de Maxwell acerca de la llamada libertad de divergencia de la densidad de flujo magnético.