Camp magnètic

De Viquipèdia

Llimadures de ferro alineades entorn d'un imant, seguint el seu camp magnètic
Llimadures de ferro alineades entorn d'un imant, seguint el seu camp magnètic
Electromagnetisme
Electricitat · Magnetisme
Electrostàtica
Càrrega elèctrica
Llei de Coulomb
Camp elèctric
Llei de Gauss
Potencial elèctric
Moment dipolar elèctric
Magnetostàtica
Llei d'Ampère
Camp magnètic
Flux magnètic
Llei de Biot-Savart
Moment magnètic
Electrodinàmica
Corrent elèctric
Força de Lorentz
Força electromotriu
Inducció electromagnètica
Llei de Faraday
Corrent de desplaçament
Equacions de Maxwell
Camp electromagnètic
Radiació electromagnètica
Circuit elèctric
Conducció elèctrica
Resistència elèctrica
Capacitància
Inductància
Impedància
Edita

En física, el camp magnètic és una entitat física generada per la presència de càrregues elèctriques en moviment (com ara els corrents elèctrics), o bé per la presència de partícules quàntiques amb espín, i que exerceix una força sobre les altres càrregues que es mouen sota la seva influència.

[edita] Representació matemàtica

Matemàticament, el camp magnètic es representa per un camp vectorial, que s'acostuma a anomenar B. Les equacions que determinen el valor del camp magnètic generat per un corrent elèctric són dues de les quatre equacions de Maxwell:

 \nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \mathbf{J} + \mu_0 \epsilon_0 \frac { \partial \mathbf{E}} {\partial t}
 \nabla \cdot \mathbf{B} = 0

on \mu_0 \ és la permeabilitat del buit, J és la densitat de corrent, \epsilon_0 \ és la permitivitat del buit, E és el camp elèctric i t és el temps.

Un camp magnètic B exerceix una força F sobre una partícula carregada en moviment que ve donada per


\mathbf{F} = q \mathbf{v} \times \mathbf{B},

on q és la càrrega de la partícula i v és la seva velocitat de deriva.

Els imants permanents constitueixen dipols magnètics generats per l’alineació simultània dels espins de moltes partícules.

Des del punt de vista de la relativitat, el camp magnètic és una manifestació d'una entitat més general, el camp electromagnètic, que descriu simultàniament els camps elèctrics i magnètics. Un camp percebut com a magnètic per un determinat observador és en general percebut com una combinació de camps elèctrics i magnètics per un altre observador. Una visió radical és que el camp magnètic és un efecte relativista del camp electromagnètic, sent el camp elèctric l’efecte no-relativista; tanmateix, aquesta visió no s’acostuma adoptar per la gran importància pràctica dels camps magnètics.

[edita] Descobriment

Aplicant un corrent elèctric (I) a través d'un conductor, es produeix un camp magnètic (B) al voltant d'aquest.
Aplicant un corrent elèctric (I) a través d'un conductor, es produeix un camp magnètic (B) al voltant d'aquest.

Fins el 21 d'abril del 1820 no es va conèixer la connexió entre electricitat i magnetisme, quan el físic danès Hans Christian Ørsted va observar que l'agulla imantada d'una brúixola es desviava de la seva posició inicial si era a prop d'un corrent elèctric, i tornava a la seva posició inicial apuntant al nord quan desconnectava la bateria. I si invertia el sentit del corrent elèctric l'agulla es desviava en sentit contrari. D'aquesta observació va deduir que havia una relació directa entre l'electricitat i el magnetisme.

Els anys següents Maxwell agrupà els treballs d’Ampère, Laplace, Biot i Savart que establien les lleis fonamentals de l’electromagnetisme clàssic.

[edita] Articles relacionats