Diferencia entre campo eléctrico y campo magnético

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El FLUJO MAGNÉTICO es una medida de la cantidad de magnetismo, tal como se denomina al fenómeno físico por el cual los materiales ejercen fuerzas de atracción o de repulsión sobre otros materiales. // Se lo calcula a partir del campo magnético (regíón de espacio en la que una carga eléctrica puntual que se desplaza a una velocidad sufre los efectos de una fuerza perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo B), la superficie sobre la que actúa y el ángulo de incidencia conformado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de la mencionada superficie. // La unidad de flujo magnético a instancias del Sistema Internacional de Medidas es el weber y se denomina wb, por tanto, es que se conocen como weberímetros a aquellos aparatos empleados para medir el flujo magnético. En tanto, en el sistema cegesimal, aquel sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo, se emplea el maxwell; en este caso, el maxwell homenajea al físico escocés James Clerk Maxwell, quien también en el Siglo XIX pasó a la posteridad por su síntesis de la teoría del electromagnetismo. // El weber o weberio equivale al flujo magnético que al atravesar un circuito de una sola espira provoca en la misma una fuerza electromotriz de un voltio, si es que se anula el mencionado flujo en un segundo como consecuencia del decrecimiento uniforme. El nombre de weber fue introducido en honor al físico alemán Wilhelm Eduard Weber, quien se destacó como tal en el Siglo XIX por sus aportes en el campo magnético y también como formador de futuros profesionales físicos. // El flujo magnético se representa de manera gráfica a través de la letra griega fi, cuyo símbolo es: Φ.


La INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien lo exprésó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.E.M. Inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él. // La ley de Faraday- Henry y Lenz, establece que: Toda variación de flujo que atraviesa un circuito cerrado produce en éste una corriente inducida. La corriente inducida es una corriente instantánea, pero sólo dura mientras dura la variación del flujo. La fuerza electromotriz inducida en un circuito (e) es igual a la variación del flujo magnético (F) que lo atraviesa por unidad de tiempo. El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la variación del flujo que la produce. Estas dos afirmaciones se pueden escribir por medio de la ecuación de Faraday-Lenz que nos da el valor y el sentido de la corriente inducida:(Si el flujo se expresa en Weber y el tiempo en segundos, la fem viene dada en voltios) Una de las principales aplicaciones de la inducción electromagnética es la obtención a nivel industrial de la energía eléctrica. La inducción electromagnética permite transformar energía mecánica en energía eléctrica.Los generadores de corriente emplean bobinas que giran dentro de un campo magnético. Conforme giran el flujo a través de dichas bobinas cambia originándose ene ellas una corriente eléctrica.Al girar una espira en un campo magnético, el flujo varía con el tiempo producíéndose una corriente inducida. En su forma más simple un generador de corriente alterna consta de una espira que gira por algún medio externo en un campo magnético. Tanto el campo magnético como el área de la espira permanecen constantes. A medida que la espira gira, cambia de dirección y el flujo magnético a través de ella varía con el tiempo, induciendo una fuerza electromotriz, y si existe un circuito externo, circulará una corriente. La fem que aparece en la espira es una función sinusoidal que cambia alternativamente de polaridad. La frecuencia de la corriente eléctrica que nos suministran las compañías eléctricas suele ser de 50 Hz. Para que un generador funcione, hace falta una fuente externa de energía (térmica, hidráulica, nuclear, etc.) que haga que la bobina gire con la frecuencia deseada. Si la frecuencia es de 50 Hz, la corriente cambia cien veces de sentido en un segundo. La variación ocurre tan rápidamente, que la intensidad de la luz que se genera en una bombilla aparenta ser constante.


ACCIÓN CAMP MAG SOBRE CARG MOV. LEY LOR


Para apreciar el efecto de un campo gravitatorio o electrostático en un punto medíamos la fuerza que ejerce sobre una determinada masa o carga que se coloca en ese punto. De forma similar, para apreciar el efecto de un campo magnético en un punto medimos la fuerza que ejerce sobre una carga en movimiento que está en ese punto.

Supongamos que en una regíón del espacio existe un campo magnético uniforme B  y en un punto del mismo existe una carga positiva que se desplaza.

Todo esto indica que la fuerza magnética se puede calcular por medio de un producto vestorial y se expresa por la ley de Lorentz. Esta ley dice que cuando un cuerpo cargado pentra con una velocidad v en una regíón del espacio donde existe un campo magnético B, se ve sometido a una fuerza:F=q·v·B

Como la fuerza es el resultado de un producto vectorial, será perpendicular a los factores, es decir, a la velocidad y al campo magnético. Al ser perpendicular a la velocidad de la carga, también lo es a su trayectoria, por lo cuál dicha fuerza no realiza trabajo sobre la carga, lo que supone que no hay cambio de energía cinética, o lo que es lo mismo, no cambia el módulo de la velocidad. La única acción que se origina, cuando la partícula entra en el campo magnético, es una variación de la dirección de la velocidad, manteniéndose constante el módulo.

Este cambio de dirección es debido a que la fuerza que aparece va a actuar como fuerza centrípeta, originando un movimiento de rotación de la partícula en el interior del campo magnético. En el gráfico que vemos al lado,  observamos la fuerza producida, que es la que originará ese cambio de dirección. B representa al campo, cuyo sentido es hacia el interior de la página. F es la fuerza, que, como vemos, tiene dirección radial, es decir, actúa como fuerza central y, v es la velocidad de la carga.


CAMPO GRAVITATORIO


En la Física moderna interpretamos el campo gravitatorio como una alteración de las propiedades del espacio alrededor de los cuerpos. // Esta alteración se mide por medio de la intensidad de campo, definida como la fuerza que experimenta la unidad de masa en un punto del campo. Así la intensidad de la gravedad cerca de la superficie de la Tierra vale aproximadamente 9,8N/kg y es un vector dirigido hacia el centro de la Tierra. // El vector g de la figura nos mide la intensidad de la gravedad que crea un cuerpo de masa M en un punto exterior P a distancia R. El vector unitario u indica la dirección de la intensidad. // La INTENSIDAD DE CAMPO GRAVITATORIO o, simplemente, gravedad, es la fuerza gravitatoria específica que actúa sobre un cuerpo en el campo gravitatorio de otro; esto es, como la fuerza gravitatoria por unidad de masa del cuerpo que la experimenta. Se representa como g y se expresa en newtons/kilogramo (N/kg) en el Sistema Internacional de Unidades.

También podría interpretarse como la aceleración que sufriría un cuerpo en caída libre sobre otro. Esta interpretación parece más intuitiva y accesible en los cursos introductorios de Física; sin embargo no es correcta, a menos que consideremos un campo gravitatorio en abstracto (con lo que desaparece la intuición) o que el cuerpo tenga una masa despreciable en relación con la masa del que lo atrae, para poder despreciar la aceleración que adquiere este segundo cuerpo. // El POTENCIAL GRAVITATORIO en un punto del campo gravitatorio, es una cantidad escalar que se define como el trabajo por unidad de masa que una fuerza debe realizar para transportar un cuerpo a velocidad constante, desde el infinito, hasta un punto considerado del campo gravitatorio. Su unidad en el SI es el Julio sobre kilogramo (J/kg).


Carácterísticas de las fuerzas de atracción gravitatoria


-Siempre que existe una interacción gravitatoria en la que intervienen dos cuerpos, existen dos fuerzas, una aplicada en un cuerpo y la otra en el otro cuerpo. -Estas fuerzas son siempre de atracción, nunca de repulsión. -Tienen igual módulo. -Tienen igual dirección que es la de la recta que une los centros de los cuerpos. -Sus sentidos son contrarios // A partir de ahí podemos concluir que dichas fuerzas forman un par de fuerzas de acción-reacción // El cálculo de su módulo depende de dos variables: la masa de los cuerpos que interactúan y la distancia entre ellos.


Energía potencial gravitatoria de una masa m en un punto del espacio es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar la masa m desde dicho punto hasta el infinito. Según la definición, la energía potencial es siempre negativa y su máximo es siempre cero.

La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad a un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para trasladar la masa m desde el punto B al punto A por cualquier camino.


La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Newton establece por primera vez una relación cuantitativa de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. Para grandes distancias de separación entre cuerpos se observa que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos. // Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas m1 y m2 separados una distancia r es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia donde F es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos;  y G es la constante de gravitación universal. // Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán. // El valor de esta constante de Gravitación Universal no pudo ser establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su valor debería ser muy pequeño. Sólo mucho tiempo después se desarrollaron las técnicas necesarias para calcular su valor, y aún hoy es una de las constantes universales conocidas con menor precisión. Esta ley recuerda mucho a la forma de la ley de Coulomb para las fuerzas electrostáticas, ya que ambas leyes siguen una ley de la inversa del cuadrado y ambas son proporcionales al producto de magnitudes propias de los cuerpos. // Aunque actualmente se conocen los límites en los que dicha ley deja de tener validez, en cuyo caso es necesario realizar una descripción a través de la Relatividad General enunciada por Albert Einstein en 1915, dicha ley sigue siendo ampliamente utilizada y permite describir con una extraordinaria precisión los movimientos de los cuerpos del Sistema Solar, por lo que a grandes rasgos, para la mayor parte de las aplicaciones cotidianas sigue siendo la utilizada, debido a su mayor simplicidad frente a la Relatividad General, y a que ésta en estas situaciones no predice variaciones detectables respecto a la Gravitación Universal.

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