1.1 Flujo magnético
¿Qué tienen en común todas las experiencias que hemos visto? Lo vas a ver en seguida, pero déjame que te explique algo antes, después verás por qué. De momento, fíjate en la figura siguiente, representa un campo magnético constante atravesando una superficie circular. Como puedes ver, el número de líneas de campo que atraviesan la superficie depende varias cosas:
- Del tamaño del círculo (área del círculo S).
- De la "densidad de líneas", es decir, de lo juntas o separadas que estén las líneas (magnitud de B).
- De la orientación de
respecto a
. Claramente, si
es paralelo a
, el número de líneas es máximo, y si son perpendiculares, nulo.
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Imagen en Wikimedia Commons de Jfmelero bajo licencia CC |
Pues bien, resulta que hay una magnitud física que mide el número de líneas de campo que atraviesa una determinada superficie. Se llama flujo magnético Φm y se define de la siguiente forma: El flujo de un campo magnético a través de una superficie
es el producto escalar de los vectores
y
, es decir:
Donde es un vector cuyo módulo es igual al área de la superficie y su dirección perpendicular a la misma. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el Weber. Claramente
¿Y qué tiene que ver esto con las experiencias de Faraday que hemos visto en el apartado anterior? Muy fácil, en todas las experiencias de inducción de corriente eléctrica en un conductor hay una variación del flujo magnético que atraviesa el circuito.
¿No lo crees? Piensa:
- Cuando se acerca o se aleja un imán a una bobina modificamos el valor de B y, por tanto, el flujo.
- Cuando se conecta la bobina 1 a una corriente alterna, el campo que crea es variable y, por tanto el flujo que atraviesa la bobina 2 también lo es.
- Cuando se enciende o se apaga un interruptor en la bobina 1, la intensidad de corriente cambia hasta que toma el valor definitivo (en un breve intervalo de tiempo). Este breve cambio de corriente genera un flujo magnético en la bobina 2 que cambia en un breve intervalo de tiempo.
Es posible imaginar otros procedimiento por los que puede cambiar el flujo magnético, pero se dejarán para apartados posteriores.
Por último, aclararte que se ha definido el flujo del campo magnético para el caso en que sea constante en toda la superficie. Si el campo fuera variable, la expresión del flujo es mucho más general, y se expresa mediante una integral: