¿Qué es un campo magnético?

Interesante pregunta.

La interacción electromagnética está mediada por el intercambio constante de fotones de un objeto cargado a otro. El campo magnético es realmente una aproximación clásica a la imagen de intercambio de fotones. En un marco de referencia móvil, aparece un campo magnético como una combinación de un campo magnético y un campo eléctrico, por lo que los campos eléctricos y magnéticos están formados por la misma “materia” (fotones).

Algunas interacciones electromagnéticas involucran fotones “reales” con frecuencias definidas, energías y momentos. Los campos electrostáticos y magnéticos implican el intercambio de fotones “virtuales” en su lugar. Muy cerca de un electrón hay una nube densa de fotones virtuales que el electrón emite y reabsorbe constantemente. Algunos de estos fotones se dividen en pares electrón-positrón (o pares de material aún más pesado), que se recombinan en fotones que son reabsorbidos por el electrón original. Estos bucles virtuales de partículas detectan la carga del electrón de modo que lejos de un electrón parezca que tiene menos carga que cerca.

Normalmente no llamaríamos a ninguno de estos campos “materia”, pero es cierto que los campos eléctricos y magnéticos que rodean un objeto cargado como un electrón almacenan energía y, por lo tanto, tienen una masa en reposo, a través de E = mc ^ 2 ( en un marco de referencia en el que el electrón no tiene impulso).

El magnetismo es uno de los dos componentes del campo electromagnético. Todos los materiales están influenciados en diversos grados por la presencia de un campo magnético, ya que sus partículas constituyentes están cargadas. El magnetismo es un fenómeno físico relacionado con la carga de las partículas que componen el material y su emisión de fotones, y como resultado de estas interacciones, los objetos sufren atracción o repulsión sobre otros materiales. El universo está lleno de fotones de luz con toda la radiación conocida en el espectro electromagnético a través del cual viaja la luz. Estos fotones tienen una longitud de onda dada. Las partículas fundamentales tienen una carga y un giro que proporciona el campo magnético y su movimiento o vibración proporciona una emisión de fotones que forman el campo electromagnético de la partícula. Los fotones se emiten en todas las direcciones a través de este campo, similar a un rociador de jardín, pero siguiendo un patrón de polaridades. Los fotones se liberarán con la misma dirección de giro ortogonal de la partícula que los emite, el vector de desplazamiento formará un componente eléctrico mientras que su dirección o polaridad es el componente magnético

Fundamentos del campo magnético

Los campos magnéticos son diferentes de los campos eléctricos. Aunque ambos tipos de campos están interconectados, hacen cosas diferentes. La idea de líneas de campo magnético y campos magnéticos fue examinada primero por Michael Faraday y luego por James Clerk Maxwell . Ambos científicos ingleses hicieron grandes descubrimientos en el campo del electromagnetismo .

Los campos magnéticos son áreas donde un objeto exhibe una influencia magnética. Los campos afectan a los objetos vecinos a lo largo de cosas llamadas líneas de campo magnético. Un objeto magnético puede atraer o alejar a otro objeto magnético. También debe recordar que las fuerzas magnéticas NO están relacionadas con la gravedad. La cantidad de gravedad se basa en la masa de un objeto, mientras que la fuerza magnética se basa en el material del que está hecho el objeto.

Si coloca un objeto en un campo magnético, se verá afectado y el efecto ocurrirá a lo largo de las líneas de campo. Muchos experimentos en el aula ven pequeños pedazos de hierro (Fe) alineados alrededor de imanes a lo largo de las líneas de campo. Los polos magnéticos son los puntos donde comienzan y terminan las líneas del campo magnético. Las líneas de campo convergen o se unen en los polos. Probablemente hayas oído hablar de los polos de la Tierra. Esos polos son lugares donde se unen las líneas de campo de nuestros planetas. Llamamos a esos polos norte y sur porque allí se encuentran en la Tierra. Todos los objetos magnéticos tienen líneas de campo y polos. Puede ser tan pequeño como un átomo o tan grande como una estrella.

Atraído y rechazado

Sabes sobre partículas cargadas. Hay cargas positivas y negativas. También sabe que los cargos positivos se sienten atraídos por los negativos. Un científico francés llamado Andre-Marie Ampere estudió la relación entre electricidad y magnetismo. Descubrió que los campos magnéticos son producidos por cargas móviles (corriente). Y las cargas móviles se ven afectadas por los imanes. Las cargas estacionarias, por otro lado, no producen campos magnéticos y no se ven afectadas por los imanes. Dos cables, con corriente que fluye, cuando se colocan uno al lado del otro, pueden atraer o repeler como dos imanes. Todo tiene que ver con cargas móviles.

Campo magnético de la tierra

Los imanes son ejemplos simples de campos magnéticos naturales. ¿Pero adivina que? La Tierra tiene un enorme campo magnético. Debido a que el núcleo de nuestro planeta está lleno de hierro fundido (Fe), hay un gran campo que protege a la Tierra de la radiación espacial y de partículas como el viento solar . Cuando miras los imanes pequeños, funcionan de manera similar. El imán tiene un campo a su alrededor.

Como se señaló anteriormente, la corriente en los cables produce un efecto magnético. Puede aumentar la intensidad de ese campo magnético aumentando la corriente a través del cable. Podemos usar este principio para hacer imanes artificiales ajustables llamados electroimanes , haciendo bobinas de alambre y luego pasando corriente a través de las bobinas.

El área alrededor de cualquier partícula cargada donde existe una fuerza magnética se conoce como el campo magnético. Por ejemplo, cualquier partícula cargada tendrá corriente si se mueve y si la velocidad de la partícula cargada es de 90 grados con la fuerza magnética que actúa sobre la partícula cargada, la partícula sufrirá un movimiento circular como esa es la condición que se requiere para cualquier Objeto para estar en movimiento circular. La fuerza magnética proporciona el movimiento circular, entonces mv2 / r = Bqv. La dirección de la velocidad se considera como la dirección de la corriente cuando se usa la regla FLH y la fuerza magnética actuará hacia el centro para que podamos encontrar la dirección del campo magnético.

Si hay una situación en la que la partícula cargada ingresa al campo magnético en un ángulo inferior a 90 grados, se dividirá en un componente vertical y uno horizontal. El componente horizontal de la velocidad que es paralelo al campo magnético no experimentará ninguna fuerza magnética y la velocidad horizontal será constante. El componente vertical de la velocidad que es perpendicular al campo magnético intentará restaurar el movimiento circular, por lo tanto, la partícula cargada toma una trayectoria helicoidal.

Michael Faraday inventó el concepto de campo para ayudarlo a visualizar los efectos eléctricos a distancia. Visualizar líneas de campo eléctrico lo ayudó a comprender cómo podría tener lugar un efecto cuando nada parecía estar entre la causa y el efecto. También lo ayudó a realizar cálculos, ya que nunca dominó las matemáticas formales. La idea de campo eléctrico y líneas de campo eléctrico se generalizó más tarde a campos magnéticos y eventualmente a una gran cantidad de otros campos en la teoría de campos cuánticos.

Cualquier “campo” en este sentido es un tipo de mapa en el que se asignan números y, a veces, números con direcciones (vectores) a cada punto en el espacio. La electrodinámica y la electrodinámica cuántica posterior proporcionaron las reglas para asignar y calcular los números (en unidades apropiadas) a puntos en el espacio cerca de corrientes eléctricas y cosas como electrones que tienen sus propias propiedades magnéticas incluso en ausencia de corrientes.

Los campos para el magnetismo son campos vectoriales. La especificación requiere un número de gauss o tesla (las unidades utilizadas para la fuerza magnética) y una dirección particular en cada punto. Si se conoce la intensidad y dirección de este campo donde se ubica un conjunto de cables que transportan corriente, se pueden calcular las fuerzas y los pares en los cables.

En un momento pensé en cosas como los campos eléctricos y magnéticos como matemáticas convenientes para hacer que los cálculos funcionen, pero los campos físicos parecen ser más reales que solo herramientas matemáticas. De hecho, dado que las partículas fundamentales están asociadas con sus propios campos, además de los campos eléctricos, magnéticos y gravitacionales que actúan sobre ellas, algunas personas piensan que los campos son más básicos que las partículas. Pueden representar la realidad última de las cosas.

Otra cosa que me sugirió que los campos magnéticos son mucho más que las matemáticas es el efecto de la fijación magnética de un imán encima o cerca de un superconductor. En este caso, uno puede imaginar “líneas de campo” como cables que mantienen los imanes en su lugar:

Se genera un campo magnético cuando los portadores de carga eléctrica, como los electrones, se mueven a través del espacio o dentro de un conductor eléctrico. Las formas geométricas de las líneas de flujo magnético producidas por los portadores de carga en movimiento (corriente eléctrica) son similares a las formas de las líneas de flujo en un campo electrostático. Pero hay diferencias en la forma en que los campos electrostáticos y magnéticos interactúan con el medio ambiente.

El flujo electrostático es impedido o bloqueado por objetos metálicos. El flujo magnético atraviesa la mayoría de los metales con poco o ningún efecto, con ciertas excepciones, especialmente el hierro y el níquel. Estos dos metales, y las aleaciones y mezclas que los contienen, se conocen como materiales ferromagnéticos porque concentran líneas magnéticas de flujo. Un electroimán es un buen ejemplo. Una bobina con núcleo de aire que transporta corriente continua produce un campo magnético. Si se sustituye un núcleo de hierro por el núcleo de aire en una bobina dada, la intensidad del campo magnético aumenta considerablemente en las inmediaciones de la bobina. Si la bobina tiene muchas vueltas y transporta una gran corriente, y si el material del núcleo tiene propiedades ferromagnéticas excepcionales, la densidad de flujo cerca de los extremos del núcleo (los polos del imán) puede ser tal que el electroimán pueda usarse para recoger y mover autos.

Cuando los portadores de carga se aceleran (en lugar de moverse a velocidad constante), se produce un campo magnético fluctuante. Esto genera un campo eléctrico fluctuante, que a su vez produce otro campo magnético variable. El resultado es un efecto de “salto de rana”, en el que ambos campos pueden propagarse a través de grandes distancias a través del espacio. Tal campo sinérgico se conoce como campo electromagnético. Este es el fenómeno que hace posible la comunicación inalámbrica y la transmisión.

Trataré de responder esto, pero mi conocimiento de física es muy insignificante, ya que no he estudiado electrodinámica cuántica ni siquiera QM. Un campo magnético es solo un campo eléctrico cuando se ve en un marco de referencia diferente. Un campo magnético también es causado por un campo eléctrico en movimiento. Las ecuaciones de Maxwell explican cómo estos dos campos son realmente un solo campo electromagnético y explican cómo cambian, al igual que las leyes de Newton explican cómo cambia el movimiento de una partícula. Las ecuaciones de Maxwell se obtienen a partir de resultados experimentales realizados por Faraday. En términos simples, un campo magnético es un campo que en cada punto se dirige hacia la dirección a la que apuntaría una brújula en ese punto.

Espero que mi respuesta haya ayudado, si he entendido mal algo, estaría más que agradecido si alguien pudiera señalarlo.

Esta es una pregunta interesante.

Permítanme comenzar con las fuerzas, hay dos tipos de fuerzas.

Fuerzas de contacto y sin contacto.

Como su nombre indica, las fuerzas de contacto existen cuando existe algún tipo de contacto entre el cuerpo que ejerce la fuerza y ​​el que lo experimenta.

Ahora las fuerzas como la fuerza magnética, por ejemplo, se ven sometidas a fuerzas sin contacto. ¿Cómo actúan estas fuerzas? ¿Cómo puede un objeto experimentar la fuerza sin contacto? Para responder a estas preguntas, se planteó el concepto de campo, por lo que el campo baciscal es una región alrededor de un objeto que ejerce una fuerza sin contacto (en este caso, un imán) donde otro objeto con propiedades similares experimenta una fuerza. “Tener propiedades similares” se escribió deliberadamente para indicar que estas fuerzas sin contacto no pueden actuar en todos los cuerpos sino en cuerpos que tienen ciertas propiedades específicas, por ejemplo, si desea que un objeto sea afectado por un campo magnético, entonces debe tener propiedades magnéticas.

Un campo magnético es cómo aparece un campo eléctrico cuando las cargas se mueven entre sí, bajo la influencia de la contracción de Lorentz.

La respuesta de Steven J Greenfield a ¿Por qué una carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor?

La respuesta de Steven J Greenfield a Si el magnetismo es un efecto relativista, ¿por qué las velocidades de deriva lentas causan fuerza magnética?

¡Vaya, estás haciendo grandes preguntas!

La respuesta corta es esta: no lo sabemos. Sabemos mucho al respecto y podemos usarlo, pero no tenemos ninguna respuesta definitiva sobre qué es exactamente .

El magnetismo es el nombre que le damos a una clase de efectos que realizamos en la Naturaleza que están estrechamente relacionados con otro conjunto llamado “electricidad”. Hay MUCHO escrito al respecto en fuentes confiables disponibles para Google … así que ve y mira. Por favor. Ahorra en tratamientos de RSI … no … ¡No voy a escribir todo eso!

Ambos efectos son emergentes de un solo “electromagnetismo” … un poco como una moneda tiene dos caras.

Sabemos que el magnetismo es intrínseco a algunas partículas y que, como parte del electromagnetismo, está ligado a la naturaleza del tiempo y el espacio.

Para responder correctamente la pregunta exactamente se requeriría una gran teoría unificada de todo … tal vez la próxima semana.

Un campo magnético se compone de un flujo de partículas extremadamente pequeñas invisibles que vuelan en un patrón ordenado o fluyen a través y alrededor de un objeto de origen (generalmente llamado imán) que generalmente tiene dos polos (uno positivo y otro negativo en polaridad).

Este patrón ordenado o corriente de partículas que componen el campo magnético se puede interrumpir o cambiar debido a otro conductor, carga eléctrica, imán o campo magnético similar o diferente. Cuanto más fuerte es el imán, más se extiende el campo magnético desde el imán, y viceversa.

El campo magnético no tiene que tener un conductor para que el flujo circulante ocurra en el campo magnético. Cuando un conductor se encuentra en el campo, se produce una contracción que atrae al conductor. Cuanto más atraen las partículas magnéticas al conductor, más magnético es el conductor.

Los campos magnéticos opuestos son extremadamente útiles en la levitación, es por eso que hoy tenemos trenes que levitan que viajan a velocidades extremadamente altas en comparación con otros modos de transporte similares en la superficie de la Tierra.

Un campo magnético es una cantidad escalar en física, un no vector. Es un campo de energía magnética generado por la alineación de átomos dentro de una sustancia. Cada átomo tiene un campo magnético y cuando se alinean, generan un efecto combinado. El electrón, por ejemplo, dentro del átomo tiene su propio campo magnético. Los campos magnéticos y los campos eléctricos están intrínsecamente relacionados (menciono esto desde que mencioné previamente el electrón); Aquí es donde los átomos obtienen su campo magnético, el electrón. De dónde obtiene el electrón es de su giro. Los electrones no tendrían un campo magnético a menos que giraran, pero no serían electrones sin su giro de 1/2. Esta es la fuente fundamental de un campo magnético, pero lo que realmente podemos ver es un efecto combinado de alineaciones polares.

@https: //www.electrikals.com/

Una vista alternativa; Todo el espacio, fuera de las partículas de materia 3D básicas, está lleno de un medio universal que lo abarca todo, estructurado por cuantos de materia. Región distorsionada en medio universal es un campo. Los campos se diferencian según las direcciones de deformación en la estructura del medio universal. Las propiedades de un campo dependen de la curvatura de las líneas de fuerza. Las distorsiones lineales en el medio universal exhiben propiedades magnéticas y, por lo tanto, es un campo magnético. A medida que aumenta la curvatura de las líneas de fuerza magnéticas, exhibe más y más propiedades eléctricas. La línea recta es parte de un círculo muy grande. Por lo tanto, el campo eléctrico a gran distancia actúa como un campo magnético. La diferencia angular entre ejes de campos eléctricos y magnéticos es una necesidad geométrica. Ver: http://viXra.org/abs/1404.0440 o materia

Es una ayuda conceptual inventada que nos ayuda a lidiar matemáticamente con la forma en que interactúan las cargas móviles. Si bien es posible resolver estos problemas en términos de fuerzas directas, es mucho más fácil pensar en términos de campos magnéticos.

¿Eso los hace “reales”? Tan real como cualquier otro concepto que use para modelar cómo funciona el mundo.

Aunque es muy informativo experimentar los campos magnéticos con imanes y polvo de hierro, existe una definición simple y abstracta. Se define un campo para cada punto en el espacio. Para cada punto, el campo tiene magnitud y una dirección . La magnitud de un campo magnético es la fuerza que un polo norte magnético de tamaño de punto de una intensidad de referencia (“carga unitaria”) sentirá si se coloca en este punto en el espacio y la dirección es donde esa carga tenderá a moverse.

Un campo es un actuador para una partícula dentro de sus límites o su área de influencia. Imparte atributos mecánicos (movimiento lineal, movimiento giratorio, vibración, etc.) a las partículas. En el caso de un campo magnético, las partículas en cuestión son las entidades cargadas eléctricamente y en movimiento.

Un campo magnético no está compuesto de nada, realmente. Cuando un clavo se levanta del suelo, atraído por el imán, no pasa a través de una sustancia etérea invisible en el camino. Un campo magnético es solo el área que rodea un imán en el que se puede detectar la presencia del imán.
Un imán no es más que decillions tras decillions (bueno, eso depende del tamaño del imán …) de electrones que orbitan en la misma dirección. Debido a esto, los pulsos de carga negativa normalmente emitidos por un solo electrón se multiplican enormemente para extender una gran distancia, en la mayoría de los casos unas pocas pulgadas. Por lo tanto, el campo en sí no está hecho de nada, pero está allí porque no muy lejos hay una masa de electrones que se mueve sincrónicamente.

Cuando dos imanes o un imán y una pieza de hierro / níquel / cobalto, etc., se acercan entre sí, ambos experimentan una fuerza y ​​se observa cierto movimiento en uno o ambos.

Este efecto se atribuye a la presencia de un campo que se llama campo magnético.
Se llama campo ya que impregna una región del espacio alrededor del cuerpo magnético.

Gran pregunta! Que yo sepa, no está compuesto de nada más simple. Está * relacionado * con muchas otras cosas. El magnetismo es un efecto secundario de los fenómenos eléctricos; solo se crea moviendo cargas y solo se siente moviendo cargas. Es un poco como un campo eléctrico retorcido y retrasado en el tiempo.

Pienso en un campo magnético como algo que llena todo el espacio, un vector en cada punto, una propiedad de un punto en el espacio. Un punto en el espacio tiene un campo gravitacional, campo eléctrico, campo magnético, masa o densidad de masa presente, carga o densidad de carga presente, y probablemente muchas más cosas. Pienso en el estado del mundo como un conjunto de números en cada punto, cambiando de un momento a otro.

Algunas personas dirían que el campo magnético no es “real”, pero me parece real.

Cuando te mueves en relación con un campo eléctrico, detectas una fuerza adicional, y esa fuerza adicional se llama fuerza magnética. La fuerza de la fuerza magnética en el espacio se denomina campo magnético (carga unitaria, etc.).