Unidades magnéticas de medida

Si la carga de dos sistemas de medición para cantidades comunes (inglés versus métrico) le confunde la mente, ¡este no es el lugar para usted! Debido a una temprana falta de estandarización en la ciencia del magnetismo, hemos estado plagados de no menos de tres sistemas completos de medición de cantidades magnéticas.

Primero, debemos familiarizarnos con las diversas cantidades asociadas con el magnetismo. Hay bastantes más cantidades a tratar en los sistemas magnéticos que en los sistemas eléctricos. Con electricidad, las cantidades básicas son voltaje (E), corriente (I), resistencia (R) y potencia (P).

Los tres primeros están relacionados entre sí por la ley de Ohm (E =IR; I =E / R; R =E / I), mientras que la potencia está relacionada con el voltaje, la corriente y la resistencia por la ley de Joule (P =IE; P =Yo ₂ R; P =E ₂ / R).

Con el magnetismo, tenemos las siguientes cantidades con las que lidiar:

Fuerza magnetomotriz —La cantidad de fuerza del campo magnético o "empuje". Análogo al voltaje eléctrico (fuerza electromotriz).

Flujo de campo —La cantidad de efecto de campo total, o "sustancia" del campo. Análogo a la corriente eléctrica.

Intensidad de campo —La cantidad de fuerza de campo (mmf) distribuida a lo largo del electroimán. A veces denominado Fuerza magnetizante .

Densidad de flujo —La cantidad de flujo de campo magnético concentrado en un área determinada.

Renuencia —La oposición al flujo del campo magnético a través de un volumen determinado de espacio o material. Análogo a la resistencia eléctrica.

Permeabilidad —La medida específica de la aceptación del flujo magnético de un material, análoga a la resistencia específica de un material conductor (ρ), excepto inversa (una mayor permeabilidad significa un paso más fácil del flujo magnético, mientras que una mayor resistencia específica significa un paso más difícil de la corriente eléctrica).

Pero espera . . . ¡La diversión apenas está comenzando! No solo tenemos más cantidades de las que realizar un seguimiento con el magnetismo que con la electricidad, sino que tenemos varios sistemas diferentes de unidades de medida para cada una de estas cantidades. Al igual que con las cantidades comunes de longitud, peso, volumen y temperatura, tenemos sistemas métrico e inglés. Sin embargo, en realidad hay más de un sistema métrico de unidades, ¡y se utilizan múltiples sistemas métricos en las mediciones de campo magnético!

Uno se llama cgs , que significa C entímetro- G ram- S en segundo lugar, que denota las medidas raíz sobre las que se basa todo el sistema. El otro se conocía originalmente como mks system, que significa M eter- K ilograma- S econd, que luego se revisó en otro sistema, llamado rmks , que representa R M nacionalizado eter- K ilograma- S segundo. Esto terminó siendo adoptado como estándar internacional y renombrado SI ( S ysteme I internacional).

Y sí, el símbolo µ es realmente el mismo que el prefijo métrico "micro". ¡Encuentro esto especialmente confuso, usando exactamente el mismo carácter alfabético para simbolizar tanto una cantidad específica como un prefijo métrico general!

Como ya habrá adivinado, la relación entre la fuerza de campo, el flujo de campo y la desgana es muy similar a la que existe entre las cantidades eléctricas de fuerza electromotriz (E), corriente (I) y resistencia (R). Esto proporciona algo parecido a la ley de Ohm para circuitos magnéticos:

Y, dado que la permeabilidad es inversamente análoga a la resistencia específica, la ecuación para encontrar la reticencia de un material magnético es muy similar a la de encontrar la resistencia de un conductor:

En cualquier caso, una pieza más larga de material proporciona una mayor oposición, siendo todos los demás factores iguales. Además, un área de sección transversal más grande genera menos oposición, si todos los demás factores son iguales.

La principal advertencia aquí es que la renuencia de un material al flujo magnético en realidad cambia con la concentración de flujo que lo atraviesa. Esto hace que la "Ley de Ohm" para circuitos magnéticos no sea lineal y sea mucho más difícil trabajar con ella que la versión eléctrica de la Ley de Ohm. Sería análogo a tener una resistencia que cambiara la resistencia a medida que variaba la corriente a través de ella (un circuito compuesto por varistores en lugar de resistencias ).

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de unidades magnéticas de medida