Flujo magnético

El flujo magnético a través de una superficie, cuando el campo magnético es variable, se basa en dividir la superficie en pequeños elementos superficiales, sobre los cuales el campo magnético puede considerarse localmente constante. El flujo total es entonces una suma formal de estos elementos superficiales (véase integración de superficies).

Cada punto de una superficie está asociado con una dirección, llamó a la normal de la superficie; el flujo magnético a través de un punto es entonces el componente del campo magnético a lo largo de esta dirección.

La interacción magnética se describe en términos de un campo vectorial, donde cada punto en el espacio está asociado con un vector que determina qué fuerza experimentaría una carga en movimiento en ese punto (ver fuerza de Lorentz). Dado que un campo vectorial es bastante difícil de visualizar al principio, en física elemental se puede visualizar este campo con líneas de campo. El flujo magnético a través de alguna superficie, en esta imagen simplificada, es proporcional al número de líneas de campo que pasan a través de esa superficie (en algunos contextos, el flujo puede definirse como el número exacto de líneas de campo que pasan a través de esa superficie; aunque técnicamente engañoso, esta distinción no es importante). El flujo magnético es el número neto de líneas de campo que pasan a través de esa superficie; es decir, el número que pasa en una dirección menos el número que pasa en la otra dirección (ver a continuación para decidir en qué dirección las líneas de campo llevan un signo positivo y en qué llevan un signo negativo).En física más avanzada, la analogía de la línea de campo se elimina y el flujo magnético se define correctamente como la integral de superficie del componente normal del campo magnético que pasa a través de una superficie. Si el campo magnético es constante, el flujo magnético que pasa a través de una superficie del área vectorial S es

Φ B = B ⋅ S = B S cos ⁡ θ , {\displaystyle \Phi _{B}=\mathbf {B} \cdot \mathbf {S} =BS\cos \theta ,}

\Phi _{B}={\mathbf {B}}\cdot {\mathbf {S}}=BS\cos \theta ,

donde B es la magnitud del campo magnético (la densidad de flujo magnético) que tiene la unidad de Wb/m2 (tesla), S es el área de la superficie, y θ es el ángulo entre las líneas del campo magnético y la normal (perpendicular) a S. Para un campo magnético variable, primero consideramos el flujo magnético a través de un elemento de área infinitesimal dS, donde podemos considerar que el campo es constante:

d Φ B = B ⋅ d S. {\displaystyle d\Phi _{B}=\mathbf {B} \cdot d\mathbf {S} .}

d\Phi _{B}={\mathbf {B}}\cdot d{\mathbf {S}}.

Una superficie genérica, S, se puede dividir en elementos infinitesimales y el flujo magnético total a través de la superficie es entonces la integral de superficie

Φ B = S S B ⋅ d S. {\displaystyle \Phi _{B}=\iint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {S} .}

\Phi _{B}=\iint _{S}{\mathbf {B}}\cdot d{\mathbf S}.

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