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

[pod]

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

2-un campo electrico al cual aplicamos las transformaciones relativistas.

Esto, por definición de "transformaciones relativistas", involucra dos sistemas de referencia. Si no hay dos observadores, no puedes transformar nada.

mientras que la segunda interpretacion prescinde del concepto de campo magnético y parece mas coherente con los hechos ya que para explicar un solo campo de fuerzas recurrimos a una sola interaccion: la electrica.

La "coherencia con los hechos" no depende de la cantidad de interacciones, sino de que funcione en los experimentos. El campo eléctrico y el magnético pueden estudiarse como uno solo usando el tensor de Faraday. Tu teoría daría a entender que este tensor tiene sólo tres grados de libertad, pero se observa que tiene seis. Aunque no te guste, es lo que se observa.

entro, dices:

3º Pero haciendo otras podríamos ver únicamente campo magnético.

...¿que otras?.....¿acaso el campo electrico no es un invariante relativista?.....

No, como ya te he dicho mil veces, las transformaciones de Lorentz mezclan los dos campos. Puedes ver las fórmulas concretas en el chuletario: http://www.lawebdefisica.com/files/c...os/edc/edc.pdf

Se da la casualidad que ni siquiera usando transformaciones de Galileo el campo eléctrico es invariante. En estas transformaciones, el magnético si es invariante.


Además, recuerda que ciertas teorías predicen la existencias de monopolos magnéticos, que son partículas que generan campo magnético estando quietas; y además generan campo eléctrico si están en movimiento. La "carga de monopolo" es justo lo dual de "carga eléctrica".

[aLFRe]

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

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.

Vamos a ver si con consideraciones dimensionales te quedas más conforme.
Una carga en movimiento sufre una fuerza.
Os pido perdón por los errores que cometa con los signos.
$\vec{F}=q (\vec{v}\times \vec{B})$
por otra parte una carga bajo un campo eléctrico sufre una fuerza
$\vec{F}=q \vec{E}$

Añadido... si el medio es óhmico, en la interpretación clásica
el electrón choca con los átomos del medio.
Esa fuerza por tanto acaba dando lugar a que el portador de carga
( por ejemplo, un electrón ) se mueva con velocidad constante
a pesar de que bajo una fuerza debería de experimentar una aceleración.
Al final da lugar a una intensidad de corriente: carga / tiempo

Digamos que $\vec{v}\times \vec{B}$
describe un efecto similar para una carga al de un campo eléctrico.
por otra parte una fuerza electromotriz viene dada por la circulación
del campo electrico... esto es f.e.m. = campo eléctrico * longitud.
Si te fijas
$f.e.m \approx v \times B * longitud = ( longitud / tiempo )* B * longitud$
y bueno como flujo es B * longitud * longitud = B * área.
un flujo variable tiene dimensiones de B * área / tiempo.

Un saludo.

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.

Pues yo diría que se puede

[Entro]

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

No, no lo es...

Te voy a dar una pista:

En la sección preguntas molestas, cuestión 13... http://www.df.uba.ar/users/lombardo/...iaFT1_SR_b.pdf

Y mira este segundo parrafo de aquí:

http://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_transformation#Special_relativity

[skynet]

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

entro, dices:

3º Pero haciendo otras podríamos ver únicamente campo magnético.

...¿que otras?.....¿acaso el campo electrico no es un invariante relativista?.....

saludos

[Entro]

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

Qué está mal dicho...

1º Un electrón en movimiento para un observador externo genera un camo electrico y un campo magnético.

2º Haciendo una transformación de Lorentz podemos ver toda la contribución como un campo electrico.

3º Pero haciendo otras podríamos ver únicamente campo magnético.

Creo que es lo que pod te ha intentado decir en otras ocasiones.

[skynet]

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

veo que no nos entendemos,

propongo ejemplificar el caso más simple para que sobre él me indiques tus objeciones para despues pasar a casos mas complejos:

supon un electrón con una velocidad v, genera un campo de fuerzas, puede interpretarse de dos formas:

1- un campo eléctrico + un campo magnético.

2-un campo electrico al cual aplicamos las transformaciones relativistas.

la primera interpretación precisa de dos tipos de interaccion para explicar un único campo de fuerzas.

mientras que la segunda interpretacion prescinde del concepto de campo magnético y parece mas coherente con los hechos ya que para explicar un solo campo de fuerzas recurrimos a una sola interaccion: la electrica.

no necesitamos además mezclar medidas desde dos sistemas de referencia....

¿que problema le ves?

un beso

[pod]

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

Pues es necesario. Tú dices "considerar todos los campos electricos y aplicarles las transformaciones relativistas a todos y cada uno de ellos y siempre desde ese único sistema" (sic). Lo cual significa que ese sistema de referencia no tiene campo magnético
......pues claro que no, por definición prescindo del concepto de campo magnético para todos los sistemas de referencia , en ningún sistema de referencias hay campos magnéticos, solo hay campos electricos modificados por las transformaciones relativistas, ¿acaso no obtendríamos así el mismo campo de fuerzas para una distribucion de cargas en movimiento dada?....pero de este modo prescindimos de un concepto:el de campo magnético (principio de economía).

"Campos eléctricos modificados por las transformaciones relativistas" no es más que mezclar medidas hechas en dos sistemas de referencia. Va totalmente en contra del principio de relatividad. Tú debes ser capaz de describir toda la física desde un único sistema de referencia como el resto no existiera. Dime, si sólo existiera un sólo sistema de referencia en el universo, ¿como funcionaría tu "definición"? No lo haría.

Las transformaciones de sistemas de referencia pueden "mezclar" entidades de ambos sistemas de referencia, pero no "crear nuevas".

Una única carga de prueba es sólo capaz de medir el campo eléctrico. Para medir el magnético hay que poner una "espira de prueba"
pero...¿como casas esto con otra cosa que también dices?:
la única forma de medir un campo eléctrico o magnético es añadir una carga más, tan pequeña que no afectará a las anteriores (carga de prueba) y ver como el campo afecta a esta. Y se observará el resultado total, no es posible decir que parte proviene de cada interacción.

No lo contradice, sólo lo puntualiza. Muchas veces me ahorro palabras para no tener que erscribirlo todo cada vez, por que supongo que la gente no será tan perapuñetas Pero bueno, de vez en cuando lo es.

Lo que tu propones seria posible si, y sólo si, para cualquier configuración de campos, siempre hubiera una transformación de Lorentz que te lleva a otro sistema de referencia donde sólo hay campo eléctrico.
.....nuevamente, por definicion prescindo del campo magnetico de modo que no es problema encontrar una transformación de Lorentz que te lleva a otro sistema de referencia donde sólo hay campo eléctrico.

Pero es que no puedes definir algo a partir de una transformación de Lorentz. Las transformaciones de Lorentz sirven para relacionar las magnitudes entre dos sistemas de referencia. Pero, por el principio de la relatividad, cualquier sistema de referencia es tan bueno como cualquier otro por si solo.

[skynet]

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

Amigo Pod,

dices:

Pues es necesario. Tú dices "considerar todos los campos electricos y aplicarles las transformaciones relativistas a todos y cada uno de ellos y siempre desde ese único sistema" (sic). Lo cual significa que ese sistema de referencia no tiene campo magnético
......pues claro que no, por definición prescindo del concepto de campo magnético para todos los sistemas de referencia , en ningún sistema de referencias hay campos magnéticos, solo hay campos electricos modificados por las transformaciones relativistas, ¿acaso no obtendríamos así el mismo campo de fuerzas para una distribucion de cargas en movimiento dada?....pero de este modo prescindimos de un concepto:el de campo magnético (principio de economía).

tambien dices:
Una única carga de prueba es sólo capaz de medir el campo eléctrico. Para medir el magnético hay que poner una "espira de prueba"
pero...¿como casas esto con otra cosa que también dices?:
la única forma de medir un campo eléctrico o magnético es añadir una carga más, tan pequeña que no afectará a las anteriores (carga de prueba) y ver como el campo afecta a esta. Y se observará el resultado total, no es posible decir que parte proviene de cada interacción.


también dices:
Lo que tu propones seria posible si, y sólo si, para cualquier configuración de campos, siempre hubiera una transformación de Lorentz que te lleva a otro sistema de referencia donde sólo hay campo eléctrico.
.....nuevamente, por definicion prescindo del campo magnetico de modo que no es problema encontrar una transformación de Lorentz que te lleva a otro sistema de referencia donde sólo hay campo eléctrico.

..........finalmente, añadir que escribo estos post para debatir y aprender sobre física siempre de una forma cordial, cuando planteo mis dudas no es por fastidiar a nadie o por hacerlo largo, únicamente es porque hay algo que no veo claro.

pero detecto en tu último post que este tema te esta irritando, no es esa mi intencion por lo que quiero que te definas y si no estas dispuesto a continuar el debate solo tienes que decirlo.

si es necesario te dare la razón y/o te dejare que pongas tú el último post, no creo que sea esa tu intención y te agradezco todas las respuestas que me has dado tanto en este hilo como en los otros, pero no se como tomarme la última frase de tu anterior post.


recibe un cordial saludo

[pod]

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

Vaya ganas de responder a un hilo dos semanas después...

dices:
Por qué la única forma de medir un campo eléctrico o magnético es añadir una carga más, tan pequeña que no afectará a las anteriores (carga de prueba) y ver como el campo afecta a esta. Y se observará el resultado total, no es posible decir que parte proviene de cada interacción.

pues yo creo que esto me da la razón, no es posible decir que parte proviene de cada interacción por que es una única interacción: la electrica, es decir el campo electrico modificado por las transformaciones relativistas.........el concepto de campo magnetico es útil para facilitar el cálculo matematico.....pero es prescindible.

Todo el mundo sabe que la electricidad y el magnetismo está unificado en una única teoría llamada electromagnetismo, donde ambas entidades quedan unificadas en un único objeto llamado tensor de Faraday. También la fuerza nuclear débil está unificada en una teoría llamada "electrodébil". ¿Significa eso que el campo electromagnético sólo es un artificio matemático útil para los cálculos? No.

De hecho, si hay que ponerlo con todas las letras, lo que citas ahí no es del todo correcto. Una única carga de prueba es sólo capaz de medir el campo eléctrico. Para medir el magnético hay que poner una "espira de prueba", sin carga neta, de forma que no le afecta el campo magnético. También serviría un monopolo, si se demostrara que existen.

tambien dices:
En resumen, primero hay que especificar todos los campos en "un solo" sistema de referencia. Lo que tú propones, supernena, es lo siguiente: poner sólo una carga, tomar el sistema de referencia donde está en reposo (sólo campo eléctrico) y hacer una transformacion de Lorentz a otro sistema donde se está moviendo. Claro, en este sistema de referencia hay campo magnético (además de eléctrico). Luego, en este otro sistema, plantas otra carga en reposo. Y por haber hecho esto, te permites decir "el campo magnético que hay es la transformacion relativista de la otra carga". Pero no puedes hacer eso, no puedes coger y hacer aparecer cargas de la nada (más que nada por que hay una ley, llamada de la conservación de la carga; si pones una, tienes que poner en el mismo sitio otra con signo opuesto). Tampoco puedes mezclar mediciones hechas en dos sistemas de referencia. Tienes que poner, desde el principio, las dos cargas, y escoger un sólo sistema de referencia.

yo no digo eso, tu puedes coger un solo sistema de referencia y considerar todos los campos electricos y aplicarles las transformaciones relativistas a todos y cada uno de ellos y siempre desde ese único sistema de referencia, sin mezclar mediciones hechas desde dos sistemas de referencia........y obtendríamos el mismo campo de fuerzas

Pues eso es exactamente lo que dices.

Lo que tu propones seria posible si, y sólo si, para cualquier configuración de campos, siempre hubiera una transformación de Lorentz que te lleva a otro sistema de referencia donde sólo hay campo eléctrico. Pero es fácil demostrar que eso no es siempre posible; es más, prácticamente nunca es posible. Sólo es posible si ambos campos son perpendiculares, cosa que no tiene por qué cumplirse siempre.

tambien 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.
¿por que?...no veo la necesidad de la existencia de ese sistema de referencia.

Pues es necesario. Tú dices "considerar todos los campos electricos y aplicarles las transformaciones relativistas a todos y cada uno de ellos y siempre desde ese único sistema" (sic). Lo cual significa que ese sistema de referencia no tiene campo magnético. Por que si en tu sistema de referencia hubiera cierto campo magnético, ¿que derecho tienes a decir que ese campo magnético es un derivado del eléctrico? No tienes ningún derecho, a menos que seas capaz de descubrir un sistema de referencia donde no haya dicho campo magnético. Si eso fuera así (que no es), entonces si tendrías derecho a decir "el campo magnético es el resto de sistemas es resultado de aplicar la transformación al eléctrico".

respecto al tensor de faraday, ya te he dicho que no lo conozco, pero por la descripción que me has hecho me parece que no es mas que un instrumento matemático, que puede ser útil, pero que no demuestra nada ya que esta hecho a la sombra de la teoría subyacente ( campo electrico + campo magnético ) y por supuesto que es consistente con ella.

Pues es una lástima que no lo conozcas, pero tiene de instrumento matemático lo mismo que cualquier otra entidad de la física. La electrodinámica cuántica (la teoría con mayores exitos experimentales de toda la historia, que no es decir poco) se basa en él.

Repito por vez mil y uno; lo que ocurre es que los campo eléctricos y magnéticos se "mezclan" entre sí al cambiar sistemas de referencia. Es exactamente lo mismo que pasa con "tiempo" y "espacio". Las transformaciones en el caso del electromagnetísmo son algo más complicadas, por que el tensor de Faraday es de orden dos, mientras que la posición en el cuadriespacio es de orden uno. Pero es lo mismo. ¿Significa eso que el espacio es un deribado del tiempo? Pues no. Simplemente, son dos partes del mismo tensor que se mezclan al hacer una transformación de Lorentz.

Este hislo está empezando a ser un poco circular, si contesta procura traer argumentos nuevos.

[skynet]

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

amigo Pod,

dices:
Por qué la única forma de medir un campo eléctrico o magnético es añadir una carga más, tan pequeña que no afectará a las anteriores (carga de prueba) y ver como el campo afecta a esta. Y se observará el resultado total, no es posible decir que parte proviene de cada interacción.

pues yo creo que esto me da la razón, no es posible decir que parte proviene de cada interacción por que es una única interacción: la electrica, es decir el campo electrico modificado por las transformaciones relativistas.........el concepto de campo magnetico es útil para facilitar el cálculo matematico.....pero es prescindible.

tambien dices:
En resumen, primero hay que especificar todos los campos en "un solo" sistema de referencia. Lo que tú propones, supernena, es lo siguiente: poner sólo una carga, tomar el sistema de referencia donde está en reposo (sólo campo eléctrico) y hacer una transformacion de Lorentz a otro sistema donde se está moviendo. Claro, en este sistema de referencia hay campo magnético (además de eléctrico). Luego, en este otro sistema, plantas otra carga en reposo. Y por haber hecho esto, te permites decir "el campo magnético que hay es la transformacion relativista de la otra carga". Pero no puedes hacer eso, no puedes coger y hacer aparecer cargas de la nada (más que nada por que hay una ley, llamada de la conservación de la carga; si pones una, tienes que poner en el mismo sitio otra con signo opuesto). Tampoco puedes mezclar mediciones hechas en dos sistemas de referencia. Tienes que poner, desde el principio, las dos cargas, y escoger un sólo sistema de referencia.

yo no digo eso, tu puedes coger un solo sistema de referencia y considerar todos los campos electricos y aplicarles las transformaciones relativistas a todos y cada uno de ellos y siempre desde ese único sistema de referencia, sin mezclar mediciones hechas desde dos sistemas de referencia........y obtendríamos el mismo campo de fuerzas

tambien 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.
¿por que?...no veo la necesidad de la existencia de ese sistema de referencia.

respecto al tensor de faraday, ya te he dicho que no lo conozco, pero por la descripción que me has hecho me parece que no es mas que un instrumento matemático, que puede ser útil, pero que no demuestra nada ya que esta hecho a la sombra de la teoría subyacente ( campo electrico + campo magnético ) y por supuesto que es consistente con ella.


recibe un cordial saludo

[lobonegro]

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

caray llegue tarde jejeje, pero de verdad que se ha dado bueno el temita este, tanto que el autor del hilo le basto con los primeros dos mensajes. No se si llega un momento en que un hilo como que no le caben mas comments, pero si es asi creo que ya esta bueno para este porque ya se aclararon las dudas y se dieron sus respectivos besitos jajaj.

Solo para despedir el tema, asi que no hay que responderme .

PD: Pod... de verdad que te sabes todo eso eh? gracias por aclarar las dudas.

[pod]

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

De hecho hay un bonito apartado en el Jacksson donde te explica por qué eso de considerar "primero" el campo eléctrico sólo y después el magnético a partir de cambios de referencial no vale...

Por un momento creí que estabas diciendo lo contrario de lo que estás diciendo Creo que me han salido tres canas sólo por ese segundo.

Supongo que si existieran (o mejor dicho, si se conocieran) los monopolos magnéticos a nadie se le habría ocurrido esto, para empezar.

[Entro]

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

Ya, por eso dije electromagnetismo y no electroestática y magnetismo, cuestión de sutilezas... :P

[SSS]

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

De hecho hay un bonito apartado en el Jacksson donde te explica por qué eso de considerar "primero" el campo eléctrico sólo y después el magnético a partir de cambios de referencial no vale...

[pod]

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".

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

El electromagnetismo es relativista en el sentido que no "funciona" con las transformaciones de galileo, eso es obvio. Pero no hay problemas con aplicarlo a nivel clásico si esas sutilezas no te interesan.

Pero el campo magnético no es un efecto relativista, en el sentido que no hace falta tener en cuenta la relatividad para poderlo observar (faltaría más).

Aunque para hacer cuentas es muy útil considerar "el campo creado por cada carga" por separado, es el principio de superposición, físicamente puede ser más complicado de diferenciar. Por qué la única forma de medir un campo eléctrico o magnético es añadir una carga más, tan pequeña que no afectará a las anteriores (carga de prueba) y ver como el campo afecta a esta. Y se observará el resultado total, no es posible decir que parte proviene de cada interacción.

Pero la justificación completa de que el eléctrico y el magnético son campos con entidad propia, y simplemente uno es derivado del otro, proviene del estudio completo del electromagnetismo. Supongo que si alguna vez estudias física te lo explicarán, supernena; sino yo te hago un resumen. El campo-electromagnético se representa mediante una matriz 4-4 (tensor de Faraday), completamente antisimétrica. Una matriz de este tipo tiene seis componentes libres; las otras diez quedan determinadas por antisimetría. Pues resulta que esas seis componentes se identifican directamente con las tres del campo eléctrico y las tres del campo magnético.

Yo puedo elegir en un sistema de referencia cualquiera el valor de las seis componentes como quiera. No hay ninguna restricción. Si el campo magnético fuera derivado del eléctrico, entonces solo podría elegir libremente sus tres componente, no las seis. Son lo que se llaman "grados de libertad" del campo electromagnético.

Lo que si ocurre es que, como en cualquier tensor, al cambiar de sistema de referencia las componentes se "mezclan". Pero no es una mezcla al azar, sino que viene determinada por la estructura de las transformaciones de Poincaré (o de Lorentz, si quieres simplificar un poco). Y dichas transformaciones dan como resultado que, si existe un sistema de referencia donde todas las cargas están en reposo, entonces el campo magnético es cero. Pero eso no significa que sea un campo derivado; tiene derecho a ser cero

En resumen, primero hay que especificar todos los campos en "un solo" sistema de referencia. Lo que tú propones, supernena, es lo siguiente: poner sólo una carga, tomar el sistema de referencia donde está en reposo (sólo campo eléctrico) y hacer una transformacion de Lorentz a otro sistema donde se está moviendo. Claro, en este sistema de referencia hay campo magnético (además de eléctrico). Luego, en este otro sistema, plantas otra carga en reposo. Y por haber hecho esto, te permites decir "el campo magnético que hay es la transformacion relativista de la otra carga". Pero no puedes hacer eso, no puedes coger y hacer aparecer cargas de la nada (más que nada por que hay una ley, llamada de la conservación de la carga; si pones una, tienes que poner en el mismo sitio otra con signo opuesto). Tampoco puedes mezclar mediciones hechas en dos sistemas de referencia. Tienes que poner, desde el principio, las dos cargas, y escoger un sólo sistema de referencia.

Bueno, todo esto es más dífícil de explicar en divulgación que de entender cuando se estudia rigurosamente paso a paso, sin querer saltarse media carrera de física...