¿Qué es el flujo de campo magnético?
Es una medida de la cantidad de líneas de campo magnético que atraviesan una superficie.
Su unidad en el sistema internacional es el WEBER (Wb)
¿Cómo determinamos el flujo de campo magnético?
Realizando el producto punto del vector campo magnético por el vector superficie.
Para poder realizar el producto punto de estos vectores debes tener en cuenta lo siguiente:
- Si el campo magnético es uniforme y la superficie es plana puedes resolverla realizando:
Ø = B . s = |B|.|s|. cos θ
- Si el campo magnético NO es uniforme, debes tener conocimientos más elevados de matemáticas que te permitan realizar la integral de superficie:
Ø = ∫ Bds
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Transcripción del video
Hola, chicos, ¿qué tal? Bueno, vamos a empezar tema nuevo, tema de inducción electromagnética, y hay que comenzar con el concepto de flujo magnético. Bueno, el flujo magnético es muy similar al concepto de flujo eléctrico, que ya vimos en el tema de campo eléctrico. Si os acordáis, es un escalar que me indica las líneas de campo, en este caso, las líneas de campo magnético que atraviesan una superficie. En todo el tema hablaremos de la palabra espira. Bueno, una espira es simplemente un hilo conductor con forma cerrada, forma circular o cuadrada o rectangular. Entonces, para calcular el flujo magnético, pues tendremos que multiplicar el vector campo magnético por vector superficie. Producto escalar, por lo tanto, el flujo magnético es un escalar, no es un vector. La manera de hacerlo va a ser mediante el módulo. Vale, ahí haremos módulo de B, módulo de superficie, es decir, superficie de la espira, que esta nos la tendrían que dar, y coseno de alfa. Alfa, ¿qué es? Es el ángulo entre los dos vectores, vector campo magnético y vector superficie. Recordad que el vector superficie es el vector normal de la superficie, es decir, el que sale perpendicular. ¿De acuerdo?
Y el ángulo es el que forme con el vector campo magnético. Vale. A veces me dirán el ángulo respecto al eje de la espira, por ejemplo. Hay que tener cuenta que el eje de la espira es este y a veces me darán el ángulo respecto al plano de la espira, que es el plano en el que esté contenida. Entonces, ¿qué unidades tiene? Pues tendría unidades Tesla por metro cuadrado. Lo único que a esta unidad, pues recibe un nombre propio de Wevers. Wb son Wevers, la unidad del flujo magnético. ¿Qué más? A veces, en vez de una espira en un problema, nos hablarán de un son de un solenoide o de una bobina. Eso quiere decir que serán muchas espiras enrolladas, pueden ser 50, 100, lo que sea. En general, N. ¿De acuerdo? Entonces, ¿en qué cambia el flujo magnético? Pues si tengo N espiras, simplemente el flujo magnético se multiplica por N. Bien, pues con esto que hemos visto vamos a hacer un pequeño ejemplo. Bueno, pues este es el ejemplo. Una espira circular de 20 centímetros de diámetro está situada en una región con un campo magnético uniforme 0.5 Tesla, que forma 30 grados con el eje de la espira.
Calcula el flujo magnético que atraviesa dicha espira. Bueno, este es un ejemplo super sencillo, eso es lo más fácil que se me ha ocurrido. Vamos a escribir la fórmula del flujo magnético. Ya sabéis, producto escalar, campo magnético por vector superficie y esto es, módulo de B por módulo de S por el coseno de alfa. Bien, ahora vamos a hacernos un dibujo esquemático para ver la situación. Tengo una espira circular, el diámetro son 20 centímetros, por lo tanto, lo que a mí me interesa es el radio, son 10 centímetros. 0,1 metros. Y tengo un campo magnético que la está atravesando y forma 30 grados con el eje de la espira. Recordad, el eje de la espira es este. Y el eje de la espira es precisamente donde está mi vector superficie. Así que me están dando el ángulo que forma el campo con el eje de la espira. Estos son 30 grados. Luego, este es el ángulo alfa, es el ángulo que me interesa para la fórmula. Alfa 30 grados. Bien, pues vamos a calcularlo. El flujo será campo magnético 0,5 por superficie atravesada. Esto es la superficie de la espina y todos sabéis la superficie de un círculo, ¿no?
Pi por L al cuadrado. Por lo tanto, pi por el radio 0,1 al cuadrado y todo por el coseno de 30. Bueno, pues multiplicamos 0,1 al cuadrado, coseno de 30 y esto nos da 0,014 redondando. Y recordamos la unidad de flujo magnético, el Weber. Bueno, es un ejemplo super fácil. En los siguientes vídeos haremos ejemplos en los que el campo magnético, a lo mejor no es constante o el ángulo varíe porque la aspira gira. También habrá ejemplos en los que la superficie vaya aumentando o disminuyendo. O sea, que esto va a aumentar de dificultad. Pues bueno, nos vemos en el siguiente vídeo. Hasta luego.