La corriente magnética es, nominalmente, una corriente compuesta de monopolos magnéticos en movimiento ficticios . Tiene las dimensiones de voltios . El símbolo habitual de la corriente magnética es que es análogo a para corriente eléctrica . Las corrientes magnéticas producen un campo eléctrico de forma análoga a la producción de un campo magnético por las corrientes eléctricas. La densidad de corriente magnética , que tiene las unidades de V / m 2 (voltios por metro cuadrado), generalmente se representa con los símbolos y . Los superíndices indican la densidad de corriente magnética total e impresa. [1] Las corrientes impresas son las fuentes de energía. En muchos casos útiles, una distribución de carga eléctrica se puede reemplazar matemáticamente por una distribución equivalente de corriente magnética. Este artificio se puede utilizar para simplificar algunos problemas de campos electromagnéticos. [a] [b] Es posible utilizar tanto densidades de corriente eléctrica como densidades de corriente magnética en el mismo análisis. [4] : 138
La dirección del campo eléctrico producido por las corrientes magnéticas está determinada por la regla de la mano izquierda (dirección opuesta determinada por la regla de la mano derecha ) como lo demuestra el signo negativo en la ecuación [1]
- .
Corriente de desplazamiento magnético
Corriente de desplazamiento magnético o más propiamente la densidad de corriente de desplazamiento magnético es el término familiar ∂ B / ∂ t [c] [d] [e] Es un componente de. [1] [2]
- .
dónde
- = corriente magnética total.
- = corriente magnética impresa (fuente de energía).
Potencial de vector eléctrico
El potencial del vector eléctrico, F , se calcula a partir de la densidad de corriente magnética,, de la misma manera que el potencial del vector magnético , A , se calcula a partir de la densidad de la corriente eléctrica. [1] : 100 [4] : 138 [3] : 468 F se usa de la misma manera que el potencial del vector magnético para las fuentes atribuidas a la corriente magnética. Los ejemplos de uso incluyen antenas de alambre de diámetro finito y transformadores . [5]
potencial de vector magnético:
potencial del vector eléctrico:
donde F en el punto y tiempo se calcula a partir de corrientes magnéticas en una posición distante en un momento anterior . La locaciónes un punto de origen dentro del volumen Ω que contiene la distribución de corriente magnética. La variable de integración,, es un elemento de volumen alrededor de la posición . El tiempo anteriorse llama tiempo retardado y se calcula como
- .
El tiempo retardado representa las cuentas del tiempo necesario para que los efectos electromagnéticos se propaguen desde un punto apuntar .
Forma fasorial
Cuando todas las funciones del tiempo son sinusoides de la misma frecuencia, la ecuación en el dominio del tiempo se puede reemplazar por una ecuación en el dominio de la frecuencia . El tiempo retrasado se reemplaza por un término de fase.
dónde y son cantidades fasoriales y es el número de oleada.
Generador de volantes magnéticos
Se puede usar una distribución de corriente magnética, comúnmente llamada generador de volantes magnéticos , para reemplazar la fuente impulsora y la línea de alimentación en el análisis de una antena dipolo de diámetro finito . [4] : 447–450 La fuente de voltaje y la impedancia de la línea de alimentación se incluyen en la densidad de corriente magnética. En este caso, la densidad de corriente magnética se concentra en una superficie bidimensional por lo que las unidades de son voltios por metro.
El radio interior del volante es el mismo que el radio del dipolo. El radio exterior se elige de modo que
dónde
- = impedancia de la línea de transmisión de alimentación (no mostrada).
- = impedancia del espacio libre.
La ecuación es la misma que la ecuación para la impedancia de un cable coaxial . Sin embargo, no se supone ni se requiere una línea de alimentación de cable coaxial.
La amplitud del fasor de densidad de corriente magnética viene dada por:
- con
dónde
- = distancia radial del eje.
- .
- = magnitud del fasor de voltaje de la fuente que impulsa la línea de alimentación.
Notas
- ^ "Para algunos problemas electromagnéticos, su solución a menudo puede ser ayudada por la introducción de densidades de corriente eléctrica y magnética impresas equivalentes". [2]
- ^ "hay muchos otros problemas en los que el uso de corrientes y cargas magnéticas ficticias es muy útil". [3]
- ^ "Debido a la simetría de las ecuaciones de Maxwell, el término ∂B / ∂t ... ha sido designado como densidad de corriente de desplazamiento magnético". [2]
- ^ "interpretado como ... corriente de desplazamiento magnético ..." [3]
- ^ "también es conveniente considerar el término ∂B / ∂t como una densidad de corriente de desplazamiento magnético". [1]
Referencias
- ^ a b c d e Harrington, Roger F. (1961), Campos electromagnéticos armónicos de tiempo , McGraw-Hill, págs. 7–8, hdl : 2027 / mdp.39015002091489 , ISBN 0-07-026745-6
- ^ a b c Balanis, Constantine A. (2012), Ingeniería electromagnética avanzada , John Wiley, págs. 2-3, ISBN 978-0-470-58948-9
- ^ a b c Jordan, Edward; Balmain, Keith G. (1968), Ondas electromagnéticas y sistemas radiantes (2ª ed.), Prentice-Hall, p. 466, LCCN 68-16319
- ^ a b c Balanis, Constantine A. (2005), Teoría de la antena (tercera ed.), John Wiley, ISBN 047166782X
- ^ Kulkarni, SV; Khaparde, SA (2004), Transformer Engineering: Design and Practice (tercera edición), CRC Press, págs. 179–180, ISBN 0824756533