Un campo magnético es un campo vectorial que describe la influencia magnética sobre cargas eléctricas en movimiento , corrientes eléctricas , [1] : ch1 [2] y materiales magnéticos. Una carga en movimiento en un campo magnético experimenta una fuerza perpendicular a su propia velocidad y al campo magnético. [1] : ch13 [3] El campo magnético de un imán permanente atrae materiales ferromagnéticos como el hierro, y atrae o repele otros imanes. Además, un campo magnético que varía con la ubicación ejercerá una fuerza sobre una variedad de materiales no magnéticos al afectar el movimiento de sus electrones atómicos externos. Los campos magnéticos rodean los materiales magnetizados y son creados por corrientes eléctricas como las que se usan en los electroimanes y por campos eléctricos que varían en el tiempo. Dado que tanto la fuerza como la dirección de un campo magnético pueden variar con la ubicación, se describe matemáticamente mediante una función que asigna un vector a cada punto del espacio, llamado campo vectorial .
En electromagnetismo , el término "campo magnético" se utiliza para dos campos vectoriales distintos pero estrechamente relacionados, indicados por los símbolos B y H. En el Sistema Internacional de Unidades , H , la fuerza del campo magnético, se mide en las unidades básicas del SI de amperios por metro (A/m). [4] B , densidad de flujo magnético , se mide en tesla (en unidades básicas del SI: kilogramo por segundo 2 por amperio), [5] que equivale a newton por metro por amperio. H y Bdifieren en cómo explican la magnetización. En el vacío , los dos campos están relacionados a través de la permeabilidad al vacío ; pero en un material magnetizado, los términos difieren según la magnetización del material en cada punto.
Los campos magnéticos son producidos por cargas eléctricas en movimiento y los momentos magnéticos intrínsecos de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín . [6] [1] : ch1 Los campos magnéticos y los campos eléctricos están interrelacionados y ambos son componentes de la fuerza electromagnética , una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Los campos magnéticos se utilizan en toda la tecnología moderna, particularmente en ingeniería eléctrica y electromecánica . Los campos magnéticos giratorios se utilizan tanto en motores como en generadores eléctricos . La interacción de campos magnéticos en dispositivos eléctricos como transformadores se conceptualiza e investiga como circuitos magnéticos . Las fuerzas magnéticas dan información sobre los portadores de carga en un material a través del efecto Hall . La Tierra produce su propio campo magnético , que protege la capa de ozono de la Tierra del viento solar y es importante en la navegación con una brújula .
La fuerza sobre una carga eléctrica depende de su ubicación, velocidad y dirección; se utilizan dos campos vectoriales para describir esta fuerza. [1] : ch1 El primero es el campo eléctrico , que describe la fuerza que actúa sobre una carga estacionaria y da la componente de la fuerza que es independiente del movimiento. El campo magnético, por el contrario, describe el componente de la fuerza que es proporcional tanto a la velocidad como a la dirección de las partículas cargadas. [1] : ch13 El campo está definido por la ley de fuerza de Lorentz y es, en cada instante, perpendicular tanto al movimiento de la carga como a la fuerza que experimenta.
Hay dos campos vectoriales diferentes, pero estrechamente relacionados, que a veces se denominan "campo magnético" y se escriben B y H. [nota 1] Si bien tanto los mejores nombres para estos campos como la interpretación exacta de lo que estos campos representan han sido objeto de un debate prolongado, existe un amplio acuerdo sobre cómo funciona la física subyacente. [7] Históricamente, el término "campo magnético" se reservó para H mientras se usaban otros términos para B , pero muchos libros de texto recientes usan el término "campo magnético" para describir B así como o en lugar de H . [nota 2]Hay muchos nombres alternativos para ambos (ver barra lateral).