¿Por qué un campo magnético constante no induce corriente?

Bueno, por definición, un campo magnético produce fuerzas sobre cargas móviles. Entonces, si solo hay un campo magnético y hay un conductor sin cargas que ya se está moviendo, no hay razón para que comiencen a moverse, y hay muchas razones (la ley de Ohm) para que se detengan.

Eso sí, si arrastra el conductor de lado a lado a través del campo, el campo magnético empujará las cargas de lado a lado, es decir, a lo largo del cable, dando un EMF y, si hay un circuito cerrado, una corriente. Esta es probablemente la forma más común de hacer las cosas.

Por el contrario, si mueve el imán más allá del conductor, también obtiene un EMF, y tiene el mismo valor numérico, pero no es porque ahora haya un campo magnético en movimiento, no existe tal cosa. Más bien, en cualquier punto particular en el espacio, el campo magnético aumenta o disminuye, y eso genera un campo eléctrico por https://en.wikipedia.org/wiki/Fa …, que no solo coincide por completo para imitar el efecto de mover el conductor .

Los campos magnéticos no inducen corriente directamente. Un campo magnético solo puede cambiar la dirección de las partículas cargadas que ya se están moviendo.

Un campo magnético variable en el tiempo induce un campo eléctrico. Ese campo eléctrico, a su vez, puede trabajar en partículas cargadas, induciéndolas a fluir en un circuito.

La intensidad del campo eléctrico inducido es proporcional a la velocidad a la que cambia el campo magnético. Eso significa que para un campo magnético estático, el campo eléctrico inducido será cero.

En primer lugar, la EMI (inducción electromagnética) se debe al cambio en el flujo magnético y, por lo tanto, al cambio en el campo magnético sobre un conductor. Se induce la corriente para oponerse a ese cambio en el campo magnético y se podría considerar esto como inercia. Cuando el campo magnético es constante sobre un conductor, no se necesita ninguna acción (corriente inducida) ya que el estado del sistema permanece igual. Cuando se altera el estado del sistema, se configura una corriente inducida en el conductor para restaurar el estado anterior del conductor. Varios movimientos opuestos de la corriente inducida cuando el cambio en el campo magnético se debe a la fuerza sobre el conductor:

1) par alternador

2) generador de alambre deslizante-fuerza en los brazos

La oposición se mueve cuando el cambio en el campo magnético se debe a un imán de barra

1) llevar un imán de barra hacia un bucle forma un imán con el polo norte hacia el imán entrante.

2) Retirada del imán de un bucle: forma un imán con el polo sur hacia el imán saliente.

De esta manera, todos los casos se pueden explicar y esto es lo que nos dice la ley de Lenz: la EMF inducida se opone a su causa.

Cuando el campo magnético es constante, entonces no hay causa y, por lo tanto, no induce EMF.

Gracias.

Haga un lazo de alambre sin resistencia.

Comience sin corriente y sin campo magnético.

Ahora enciende una corriente: obtienes un campo magnético, ¿verdad? Ley de Biot y Savart.

Comience de nuevo sin corriente y sin campo magnético.

Ahora aplique un campo magnético a través del bucle: ¡ Voila ! Obtiene la misma corriente en el bucle que tuvo que pasar para hacer la misma cantidad de flujo magnético a través de él antes. Ley de Faraday y Ley de Lenz.

En cada caso, algo tenía que cambiar . Una vez que se establece el campo magnético, la corriente será constante hasta que cambie el campo nuevamente.

En realidad, puedes derivar todo esto de la fuerza de Lorentz, pero es tedioso.

Los electrones se mueven cuando el campo eléctrico les dice cómo moverse. No responden directamente a los campos magnéticos, solo a los campos eléctricos. Pero un campo eléctrico cambiante es creado por un campo magnético cambiante. Un campo magnético estático no crea ningún campo eléctrico. Entonces, en un campo magnético estático, no se genera corriente.

Una forma de aceptar esto es simplemente mirar el cálculo de la ley de inducción de Faraday. Verá que si el campo magnético es constante, la derivada de tiempo del flujo magnético debe ser cero (ya que una derivada igual a cero es una forma de definir la constancia). Entonces, el otro lado de la ecuación que cuantifica la corriente inducida también debe ser cero, por lo que no se indujo corriente.

Otra forma de verlo es que para que se induzca la corriente donde no había ninguna antes, las cargas deben acelerarse, ya que la corriente significa cargas en movimiento. Para que la carga se acelere desde el reposo, debe tener un cambio en alguna fuerza del equilibrio de fuerza anterior (en este caso, cambiar la fuerza magnética) gracias a la segunda ley de Newton.

Esto es lo mejor que puedo pensar después de un curso de electromagnetismo basado en cálculo el semestre pasado.

La respuesta corta es que el campo magnético es proporcional al cambio en el tiempo del campo magnético. Si ese cambio es cero, entonces el campo magnético es cero.

Para obtener una respuesta más profunda, debemos comprender cómo se pueden derivar las leyes de Maxwell de leyes más fundamentales. (Maxwell son un conjunto de ecuaciones que describen el electromagnetismo)

Existe esta cosa llamada transformación de Lorentz a partir de la relatividad especial. Cada fuerza necesita ser transformada de acuerdo con esta ley. Si suponemos que existe la fuerza eléctrica, descubrimos que necesitamos magnetismo para obtener una fuerza que se transforme de acuerdo con la transformación de Lorentz.

De manera poco convincente, podemos decir que el magnetismo se origina en el tiempo y que la “distorsión” espacial se debe a la relatividad especial. (esto no es muy exacto pero estoy tratando de darte una foto)

Dependiendo del referencial que estemos considerando, la misma fuerza puede ser eléctrica o magnética.

quiero decir

, en un referencial A, vea una velocidad de cambio particular debido a un campo eléctrico, pero

en un referencial B, vea una velocidad de cambio particular debido a un campo magnético.

Después de todo esto, cuando derivamos la forma del campo magnético, descubrimos que es proporcional al cambio del campo eléctrico a lo largo del tiempo (veces algunas otras cosas que podemos ignorar la mayoría de las veces)

Todas las cosas tienden a establecerse en el estado de energía más bajo disponible. Eso generalmente significa la condición en que todas las fuerzas que actúan sobre ellos están equilibradas. Cuando un campo magnético aumenta o disminuye, la fuerza que ejerce sobre los electrones está cambiando. Como resultado, las fuerzas sobre los electrones están desequilibradas y se mueven. Cuando el campo magnético se vuelve constante, los electrones alcanzan un nuevo punto de equilibrio y dejan de moverse.

A2A: Si un campo constante pudiera inducir una corriente, entonces sería una fuente infinita de energía. Tales cosas evidentemente no existen en este universo. Como siempre, cada respuesta plantea otra pregunta. Es por eso que los físicos han decidido no preocuparse demasiado por comprender el “por qué” de nada.

Editar: Después de ver la respuesta de Harry McLaughlin a ¿Por qué un campo magnético constante no induce corriente? ¡Me da vergüenza haber olvidado aprovechar la oportunidad de considerar un cable en movimiento! Tomé estacionario para ser relativo al conductor.

Vaya a las ecuaciones de Maxwell, si el campo magnético es constante, entonces dB / dt = 0. entonces piensa en ti mismo para aprender mejor.