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

[Pablo]

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

Lo tuyo es la versión experimental de los hechos. Yo no estoy hablando de lo que se pueda medir, sino de las razones teóricas que hay detrás, estimado compañero.

[Entro]

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

Desde un punto de vista teórico el campo B es un objeto con sentido intrínseco, y desde un punto de vista teórico no siempre conocemos, ni nos hace falta, las corrientes que generan dicho campo.

[Pablo]

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

Eso lo dirás tú, porque si es necesario el conocimiento de la teoria electromagnética para lo que estabamos hablando. Y lo que planteaba el usuario en principio tenia que ver con lo que hemos comentado.
Por lo demás sin comentarios.

[Entro]

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

Primero no es porque yo lo diga, es porque es así.

En problemas de flujo no tenemos por qué saber como se ha originado el campo magnético, y eso es desde un punto de vista teórico.

Además en las ecuaciones de Maxwell vemos claramente una división en las ecuaciones:

Las ecuaciones estructurales que ligan los campos con las cargas y corrientes, que son las dos ecuaciones que explican como se generan los campos electromagnéticos.

Y las ecuaciones constitutivas, que son las que nos dicen como se comportan los campos electromagnéticos sin presencia de cargas. Independientemente de como se originen.

$\nabla B =0$
$\nabla \times E = -\frac{\partial B}{\partial t}$

con lo cual no siempre hay que conocer las cargas y corrientes para hablar de B o E.

[Pablo]

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

En la wikipedia puedes encontrar la respuesta

En física del magnetismo, la ley de Ampère, también conocida como efecto Oersted, relaciona un campo magnético estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria. Es análoga a ley de Gauss.
Tabla de contenidos

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• <LI class=toclevel-1>1 Ley de Ampère original
  • <LI class=toclevel-2>1.1 Forma integral
  • 1.2 Forma diferencial
  <LI class=toclevel-1>2 Ley de Ampère-Maxwell
  • <LI class=toclevel-2>2.1 Forma integral
  • 2.2 Forma diferencial
  <LI class=toclevel-1>3 Ejemplos de Aplicación
  • 3.1 Hilo Conductor Infinito
  <LI class=toclevel-1>4 Forma del ángulo sólido <LI class=toclevel-1>5 Véase también
• 6 Referencias

Ley de Ampère original [editar]


Forma integral [editar]

Dada una superficie abierta S por la que atraviesa una corriente eléctrica I, y dada la curva C, curva contorno de la superficie S, la forma original de la ley de Ampère para medios materiales es:
donde
es el campo magnético, es la corriente encerrada en la curva C, Y se lee: LA CIRCULACION DEL CAMPO a lo largo de la curva C es igual al flujo de la densidad de corriente sobre la superficie abierta S, de la cual C es el contorno.
En presencia de un material magnético en el medio, aparecen campos de magnetización, propios del material, análogamente a los campos de polarización que aparecen en el caso electrostático en presencia de un material dieléctrico en un campo eléctrico.
Definición: donde
es la densidad de flujo magnético, es la permeabilidad magnética del vacío, es la permeabilidad magnética del medio material, Luego, es la permeabilidad magnética total. es el vector magnetización del material debido al campo magnético. es la suceptibilidad magnética del material.
Un caso particular de interés es cuando el medio es el vacío ( o sea, ):

Forma diferencial [editar]

A partir del teorema de Stokes, esta ley también se puede expresar de forma diferencial:
donde es la densidad de corriente que atraviesa el conductor.

Ley de Ampère-Maxwell [editar]

La ley de Ampère-Maxwell o ley de Ampère generalizada es la misma ley corregida por James Clerk Maxwell debido a la corriente de desplazamiento y creó una versión generalizada de la ley, incorporándola a las ecuaciones de Maxwell. Este término introducido por Maxwell del campo eléctrico en la superficie.

Forma integral [editar]

siendo el último término la corriente de desplazamiento.

Forma diferencial [editar]

Esta ley también se puede expresar de forma diferencial, para el vacío:
o para medios materiales:

Ejemplos de Aplicación [editar]


Hilo Conductor Infinito [editar]

Campo magnético creado por un hilo conductor de longitud infinita por el que circula una corriente , en el vacío.
El objetivo es determinar el valor de los campos , y en todo el espacio.
Escribimos la Ley de Ampère:
.

• Utilizamos coordenadas cilíndricas por las características de simetría del sistema.
• Definimos una curva alrededor del conductor. Es conveniente tomar una circunferencia de radio ρ.
• El diferencial de longitud de la curva será entonces
• Para este caso, la corriente encerrada por la curva es la corriente del conductor:

.

• Como el sistema posee simetría radial (Es indistinguible un punto cualquiera de la circunferencia de otro que esté en otro ángulo sobre la misma curva), podemos decir que el campo y el radio ρ son independientes de la coordenada . Por lo tanto pueden salir fuera de la integral. Integramos para toda la circunsferencia, desde 0 a 2π.

.

• La integral que queda no es más que el perímetro de la circumferencia: .
• Despejamos y nos queda en función de ρ. La dirección es en , por la regla de la mano derecha:

• Como estamos trabajando en el vacío, μ = μ0, por lo tanto:

• Y por la misma razón, en ausencia de materiales magnéticos:

Forma del ángulo sólido [editar]

Si c es un lazo cerrado por el cual circula una corriente i, y Ω es el ángulo sólido formado por el circuito y el punto en el que se calcula el campo, entonces la intesidad de campo magnético está dada por:

Véase también [editar]

• Campo magnético
• André-Marie Ampère
• Ecuaciones de Maxwell
• Teorema de la divergencia

Referencias [editar]

• Griffiths, David J. (1998). Introduction to Electrodynamics (3ª ed.). Prentice Hall. ISBN 013805326X.
• Tipler, Paul (2004). Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics (5ª ed.). W. H. Freeman. ISBN 0716708108.
• Tipler, Paul (2005). "Física para la ciencia y la tecnología). 5 edición. (Editorial Reverte)

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Amp%C3%A8re"

[pod]

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

Bueno, el dinamo es un caso típico de inducción con campo magnético constante. Tenemos un campo magnético constante (no tocamos el imán), pero hacemos girar las espiras. Eso hace que el producto escalar que aparece en la definición de flujo sea variable en el tiempo, y por lo tanto se produce una corriente inducida en las espiras. Todo esto con campo magnético constante, como decía Entro.

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.

Cuando uno estudia estas cosas en el primer ciclo hay muchos problemas de este estilo, espiras que se mueven o que cambian de forma.

[Entro]

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

Gracias por copiar la wiki aquí, pero con el enlace hubiera bastado.

De igual forma aquí lo que se está discutiendo es si en un problema de inducción, con un campo magnético dado, hace falta conocer las corrientes que lo producen. La respuesta es simple y llanamente que no.

La economía de conceptos es fundamental en física y en este caso hablar de las corrientes que dan lugar al campo es inutil porque no las conocemos.

Una cosa es la generación de un campo magnético por parte de una corriente y otra la inducción de una corriente por la variación de flujo.

En la wikipedia puedes encontrar la respuesta

En física del magnetismo, la ley de Ampère, también conocida como efecto Oersted, relaciona un campo magnético estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria. Es análoga a ley de Gauss.

Si atiendes a lo que dice ahí, aqui lo que nos informa es de cómo una corriente es origen del campo magnético. Cosa que ya dije en:

Las ecuaciones estructurales que ligan los campos con las cargas y corrientes, que son las dos ecuaciones que explican como se generan los campos electromagnéticos.

Pero yo lo que estoy diciendo es que no hace falta conocer las corrientes o cargas que producen los campos para estudiar ciertos fenómenos, como por ejemplo la inducción. Y creo que esto que me has copiado aquí no lo contradice.

[Pablo]

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

Vale.

[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.

[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

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

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.

[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

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

[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