¿Por qué los campos magnéticos se producen a partir de una corriente eléctrica circular?

Las otras respuestas están bien para describir y calcular los fenómenos. El “por qué” sucede entraría en un poco de teoría.

La causa del campo magnético alrededor de un cable es un desplazamiento de electrones dentro del cable. La dirección del campo magnético es perpendicular a la corriente eléctrica para corrientes fuertes. Pero no para pequeñas corrientes.

Entonces, para responder a su pregunta, a medida que los polos N / S de electrones se alinean (los polos moleculares se alinean también en la dirección opuesta S / N) debido al voltaje aplicado al cable, la combinación de los campos magnéticos de electrones se suman en intensidad lo suficiente como para crear un campo magnético uniforme fuera del cable. La velocidad de deriva de los electrones en el cable determina la dirección del campo magnético fuera del cable. La inversión de la dirección actual hace que la brújula apunte en la dirección opuesta.

El momento dipolar de los electrones se puede ilustrar con la imagen en la parte inferior. Las líneas rojas que indican el componente eléctrico. Las líneas azules que indican el componente magnético.

Cada vez que hay corriente eléctrica, hay un campo magnético correspondiente en el espacio que rodea la corriente.

Hay 2 tipos de
Campos eléctricos. Se producen debido a una carga (positiva o negativa) o inducidos por la inducción electromagnética en una bobina debido al cambio del flujo magnético.

En el caso general, se supone que los campos eléctricos viajan en línea recta radialmente desde las cargas, lejos de la carga si la carga es positiva, y hacia la carga si es negativa.

En este último caso, si la bobina en un campo magnético tiene un flujo magnético neto cambiante en su interior (la bobina podría moverse o expandirse, o el campo magnético en la bobina cambia con el tiempo), se ejerce una fuerza sobre los electrones en los conductores. Esta fuerza aparece como una corriente (si la bobina está cerrada o completa a través de una carga) o como una diferencia de potencial en sus extremos (si la bobina se deja abierta). Por lo tanto, se induce un campo eléctrico debido a esta diferencia de potencial / flujo de corriente.

Ahora, volviendo a su pregunta, los campos eléctricos no son en general circulares. Generalmente son líneas rectas que emanan de una carga. Son en los casos en que hay un flujo magnético cambiante en una bobina como el anterior.

Espero que esto ayude.

Para resumir las respuestas, nadie sabe por qué. Tenemos las ecuaciones de Maxwell para describir lo que sucede, pero no nos dicen por qué. El magnetismo es tan misterioso como cualquier cosa puede ser en este mundo.

Dejé que mi hija jugara con algunos imanes cuando era pequeña. Consciente de que nadie sabe realmente nada, decidí no explicarle nada, no decirle qué esperar. En poco tiempo regresó para mostrarme que había descubierto un comportamiento extraño. “¡Mira! Cuando sostengo dos imanes como este, simplemente se unen. Pero cuando los sostengo de esta manera, el aire duro se interpone entre ellos “.

¡Ahí tienes!

Si la corriente fluye en un cable recto, puede ver las líneas del campo magnético que rodean el cable en una serie de cilindros. Estos cilindros representan superficies isofield : son las superficies en las que el campo magnético tiene un cierto valor. En realidad, el campo magnético llena todo el espacio alrededor del cable, cayendo en fuerza como 1 / r, donde r es la distancia desde el cable.

Es solo una de las posibles representaciones del campo electromagnético y no explica lo que realmente está sucediendo. Se ofrece una formulación alternativa más sensata en términos de los potenciales magnéticos ([math] \ mathbf A [/ math]) y electrostáticos ([math] \ mathbf \ phi [/ math]) (consulte las descripciones matemáticas del campo electromagnético) donde [math] \ mathbf A [/ math] es una cantidad vectorial radial al vector actual en su caso.

Además, si acepta que el campo magnético [math] \ mathbf B [/ math] es solo una “corrección” no relativista para describir cómo el campo eléctrico realmente se comporta de manera relativista en la realidad, entonces tiene aún más sentido: el campo magnético proviene del campo eléctrico tratado de forma relativista contratado por Lorentz, por lo que este efecto relativista debe compensarse con otra “fuerza” en el límite no relativista, que es [math] \ mathbf B [/ math]. Ver electromagnetismo relativista o similar para más.

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