El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

[Entro]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Eso es de perogrullo, el electromagnetismo es relativista en cualquier caso...

[skynet]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

aun teniendo dos cargas con diferentes velocidades, si tu marco de referencia es solidario a una de ellas , desde tu punto de vista, el campo magnetico generado por esa carga sera cero y el campo magnetico generado por la otra será un efecto relativista causado por la diferencia de velocidades entre tu marco de referencia y la carga.

lo que muestra que " los campos magneticos no son otra cosa que la consecuencia de aplicar las transformaciones relativistas sobre el campo electrico".

[pod]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

pod, dices:

Pero no es cierto que el campo magnético sea un "derivado" del eléctrico. Eso sería así si, para cualquier configuración de cargas y corrientes, siempre existiera un sistema de referencia donde el campo magnético fuera cero. Pero hay ocasiones (la mayoría, de hecho) en que esto no es así, y es sencillo demostrarlo:


pero si los campos magneticos siempre estan producidos por cargas en movimiento siempre habra un sistema de referencia solidario con las cargas para el cual el campo magnetico sera cero.

Pero eso no siempre es posible, no es la situación más general. Imagínate, por ejemplo, que tienes dos cargas en movimiento con dos velocidades diferentes. Entonces, con cambios de sistema de referencia puedes hacer que una u otra estén quietas, pero nunca las dos a la vez. Siempre habrá cierto campo magnético.

respecto al tensor de Faraday......no se lo que es eso.....solo soy una estudiante de bachillerato

saludos

Bueno, pues cuando llegues a segundo o tercero de carrera lo aprenderás, paciencia

[skynet]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

pod, dices:

Pero no es cierto que el campo magnético sea un "derivado" del eléctrico. Eso sería así si, para cualquier configuración de cargas y corrientes, siempre existiera un sistema de referencia donde el campo magnético fuera cero. Pero hay ocasiones (la mayoría, de hecho) en que esto no es así, y es sencillo demostrarlo:


pero si los campos magneticos siempre estan producidos por cargas en movimiento siempre habra un sistema de referencia solidario con las cargas para el cual el campo magnetico sera cero.

respecto al tensor de Faraday......no se lo que es eso.....solo soy una estudiante de bachillerato

saludos

[pod]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Si quieres profundizar en el sentido fisico de que la FEM la produzca la variacion de flujo magnetico debes estudiar la teoria de la relatividad ya que es ésta la que fundamenta el electromagnetismo, no en vano el articulo que publico Einstein para dar a conocer la relatividad se titulaba Zur Elektrodynamik bewegter Körper ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento").

El significado físico está resumido en el mensaje 21 de este hilo, y no hace falta relatividad para ello.

Pero simplificando, si tenemos en cuenta que los campos magneticos no son otra cosa que la consecuencia de aplicar las transformaciones relativistas sobre el campo electrico,

Eso no es cierto. Lo que si ocurre es que, en diferentes sistemas de referencia, los campos eléctricos y magnéticos se "mezclan"; eso es así por que en realidad no son entidades independientes, sino que son componentes de un tensor de orden dos (el tensor de Faraday). Por lo tanto, lo que en un sistema de referencia es campo eléctrico, en el otro puede ser magnético; y viceversa.

Pero no es cierto que el campo magnético sea un "derivado" del eléctrico. Eso sería así si, para cualquier configuración de cargas y corrientes, siempre existiera un sistema de referencia donde el campo magnético fuera cero. Pero hay ocasiones (la mayoría, de hecho) en que esto no es así, y es sencillo demostrarlo:

Cuando se aplican las transformaciones al tensor de Faraday, se observa que aparecen dos cantidades invariantes: la traza y el determinante. Esas cantidades, a nivel de campos, se reducen a dos constantes escalares: $\vec{E} \cdot \vec{B}$ y $E^2 + B^2$ (en unidades reducidas). El primer invariante tiene una consecuencia directa: si el producto escalar es diferente de cero en un sistema de referencia, debe serlo en todos los demás (que por algo es invariante). Es decir, si en un sistema de referencia tenemos campos eléctricos y magnéticos que no son paralelos, su producto escalar será diferente de cero: por lo tanto, no existe ningún sistema de referencia en que $\vec{B} = 0$ (ya que el producto escalar de un vector nulo siempre es nulo, y eso no es posible).

Finalmente decir que no es correcto en fisica preguntar el porque de las cosas ya que la fisica no se ocupa de porque la naturaleza se comporta tal y como lo hace, solo se preocupa del como.

Tanto como "no es correcto"... alguien podría decir que ese tipo de respuestas es precisamente el objetivo de la Física. Pero eso es una discusión para el foro de filosofía...

[skynet]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

A mi no me parece que decir simplemente que las cosas son asi porque lo dice Maxwell sea una respuesta aceptable...

Si quieres profundizar en el sentido fisico de que la FEM la produzca la variacion de flujo magnetico debes estudiar la teoria de la relatividad ya que es ésta la que fundamenta el electromagnetismo, no en vano el articulo que publico Einstein para dar a conocer la relatividad se titulaba Zur Elektrodynamik bewegter Körper ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento").

Pero simplificando, si tenemos en cuenta que los campos magneticos no son otra cosa que la consecuencia de aplicar las transformaciones relativistas sobre el campo electrico, no es de extrañar que deba de haber una velocidad relativa entre el flujo inductor y el circuito inducido para que se produzca la FEM ya que esta no es otra cosa que otro efecto relativista.

Finalmente decir que no es correcto en fisica preguntar el porque de las cosas ya que la fisica no se ocupa de porque la naturaleza se comporta tal y como lo hace, solo se preocupa del como.

saludos

[Entro]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

A mi me parece bien

[aladan]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Hola a todos
Me ha resultado interesante la lectura completa de este hilo. La cuestión planteada inicialmente fue rapidamente contestada, sin embargo leo algunas intervenciones que confunden la evaluación del fenómeno con el fenómeno en si.
Confusión muy frecuente entre aquellos estudiantes que no tienen los conceptos claros e incluso allí donde es básico comprender los conceptos patinan escandalosamente.
El caso de la corriente inducida en una espira conductora en presencia de un campo mágnetico, que puede ser independiente del tiempo o función del tiempo, pero que de alguna forma hace que el flujo mágnetico que atraviesa la superficie definida por la espira, sea una f(t), se lo debemos a gente como:
Hans Christian Oersted (1777-1851) que observó como un alambre recorrido por una corriente eléctrica afectaba a la aguja mágnetica de una brujula.
Michael Faraday (1791-1879) que experimentalmente, jugando diriamos a la reciproca de lo observado por Oersted, detectó como la aguja de un galvanometro conectado a una espira conductora se desviaba de la posición de reposo cuando acercaba o alejaba a la espira un imán y dicho galvanometro no se inmutaba cuando el imán estaba quieto, independientemente que estuviera cerca o lejos de la espira. Este es el fenómeno, gracias al cual podemos generar grandes cantidades de energía eléctrica hoy dia, luego diré algo sobre esto.
Faraday ya formuló su ley de inducción mágnetica y que el bueno de Lenz nos dijera que el efecto se oponia a la causa que lo producia, no modificaba el fenómeno y mucho menos que el amigo James Clerk Maxwell (1831-1879) hiciera una evaluación completa del fenómeno, tampoco.

Gracias a sus experimentos y evaluación de estos caballeros de la ciencia, construimos grandes generadores de energia eléctrica, en los que usamos como fuente la energia de un salto de agua o del vapor de agua obtenido por combustión de carbón, derivados del petroleo o fisión de atomos de uranio para modificar la posición relativa de unas espiras conductoras y un campo magnético; en la mayor parte de los casos el campo procede de un imán pemanente o un electoimán alimentado por corriente continua, no f(t), sujeto al mismo eje de una turbina movida por las fuentes de energía antedichas y alrededor de ese eje un conjunto de espiras conductoras, quietecitas, que gracias al movimiento del eje "ven" en cada instante ese campo con un ángulo distinto, consecuencia el flujo magnético es f(t).
Estos generadores tienen otra "brujeria", me ha gustado el término usado más arriba, su velocidad angular es constante, el efecto se opone a la causa, ¿ recordais? cuanto mayor es la corriente,I. inducida que circula por las bobinitas que "ven" pasar dando vueltas al campo de B constante ellas se "vengan" y con el campo mágnético que como sabeis se produce en ellas debido a I hacen todo lo que pueden por frenar el campo que las está "chuleando", sin embargo no lo consiguen porque a medida que por ellas se incrementa el valor de I, sobre la turbina aumenta la energia motriz y hay un equilibrio dinámico permanente. Alguno de los que han escrito más arriba ecuaciones y más ecuaciones tiene idea de cuando y porque se rompe ese equilibrio y sus consecuencias?
Este hecho produce una conclusión importantisima en la generación de energía eléctrica en grandes cantidades, es el siguiente: en cada instante la energía producida es exactamente igual a la consumida, ¿ que os parece ?

Saludos para todos.

[KyAlOx]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

A nivel microscópico es fácil de entender. Al mover la espira, las cargas semi-libres de su interior también se mueven solidariamente. Y ese movimiento es perpendicular al conductor (o por lo menos, tiene cierta componente perpendicular). Una carga en movimiento en un campo magnético sufre una fuerza de Lorentz perpendicular a la velocidad (y al campo), por lo que habrá cierta fuerza en la dirección longitudinal del conductor, causando la corriente.

Bien, lamento meterme en medio de una conversación muy por encima de mi nivel (saber qué quiere decir a nivel MUUUUUY superficial qué representa cada ecuación de Maxwell dista años luz de poder discutir sobre ellas), pero he de decir que me atrajo el título del tema porque yo me llevo planteando desde que empecé a estudiar corriente alterna (o sea, unos pocos meses, polluelo yo): ¿por qué el flujo tiene que ser variable para que se produzca fem? Que creo que era lo que más o menos intentaba preguntar el autor del hilo, o así lo interpreté yo.

Cito a pod porque esa respuesta me lo ha dejado más o menos más claro. O sea, a mí no me vale que me digan "se genera fem porque lo dice la tercera ecuación de Maxwell". En el 99% de los casos sí vale esa respuesta, pero yo me planteo el porqué físico del asunto: qué fenómeno de la naturaleza hace que un flujo magnético variable cree una fuerza electromotriz. Como digo, mi duda queda más o menos respondida por pod, aunque sigo teniendo dudas.

En fin, sé que este post queda como un mojón, sin mucha relación con vuestra discusión, pero es que es la primera respuesta que encuentro en todos estos meses y quería agradecerlo ^.^

Edit: Por cierto, perdonad que pregunte por aquí, si podéis contestarme por un privado para no desvirtuar el hilo lo agradecería: ¿se pueden subir avatares personales? ¿O solo se pueden usar los de la galería? Gracias.

Est sularis oth mithas

[Entro]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Me encanta que te parezca futil, pero a mi no me lo parece. Tus palabras me parecen estupendamente, y creo que están en lo que he ido exponiendo. Pero creo que el problema no está en eso precisamente, para mi el problema viene de una lectura literal de cuatro ecuaciones que hay que mirar con detalle. Por poner un ejemplo, si me topo con un problema, teórico o en un laboratorio, donde se me dice:

Tienes un campo magnético homogéneo de magnitud B y perpendicular a tal cosa...

Pues no me tengo que preocupar de donde ha salido el campo, ni de quien lo ha generado, el campo ya está ahí y me preguntan otras cosas.

Así que de futil nada, más bien bastante importante apreder a discernir en física lo que es útil de lo que no, y en esta discusión presentada en el origen de este hilo me parece que no hay que recurrir a las ecuaciones de Maxwell para ver de donde salen los campos presentes (aunque ya no me acuerdo y no voy a volver a leerlo). Y creo que eso es una parte fundamental en el buen entendimiento de la física subyacente a un fenómeno.

Pero, bien pensado, quizás si que sea futil, aunque decididamente me parece que no.

Besitos

[pod]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Todo esto me parece una discusión bastante fútil. El propio concepto de campo significa dividir la interacción en dos partes:

1.- Las fuentes (cargas, corrientes) crean el campo.
2.- El campo afecta a otras cargas.

El propio concepto de campo se crea para poder tratar ambas fases por separado; sino podríamos haber tirado con la ley de Coulomb y ya está.

Pablo parece más preocupado por 1, y Entro por 2. Pero ambas fases existen y se pueden estudiar por separada sin problema. Ambos tenéis razón. Daos un besito.

[Entro]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Las ecuaciones de Maxwell también valen en ausencia de cargas y corrientes, estimado Pablo.

Y se puede hablar de un campo sin conocer las cargas y/o corrientes que lo originaron.

[Pablo]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

Estimado Entro: la raiz del problema son las ecuaciones de Maxwell.

[Entro]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

¿Lo dices por mi tono de voz, o porque cuando estoy seguro de algo no doy un paso a atrás?

De todas formas, muchas gracias por tu apreciación.

[Pablo]

Re: El porqué de la necesidad de que un campo magnetico deba ser variable para producir induccion

De todas formas Entro creo que eres un poco prepotente.