Eremu magnetiko

Eremu magnetikoa korronte elektrikoen eta material magnetikoen eragin magnetikoaren deskribapen matematikoa da. Eremu magnetikoa, edozein puntutan, bi baliok zehazten dute: norabidea eta magnitudea; beraz, eremu bektoriala da, zehazki, eremu magnetikoa bektore axial bat da. ^{[1] [2]}

Elektromagnetismoan, "eremu magnetiko" terminoa bi bektore-eremu desberdinentzako, baina hertsiki lotutakoentzako, erabiltzen da, B eta H. Nazioarteko Unitate Sisteman, H, eremu magnetikoaren intentsitatea, ampere zati metroko neurtzen  da (A/m). ^[3] B, indukzio magnetikoa, teslan bidez neurtzen da (SI oinarrizko unitateetan: kilogramo/(segundo² * ampere)) ^[3]. H eta B ez datoz bat magnetizazioa azaltzeko moduarekin. Hutsean, bi eremuak hutsezko permeabilitate bidez erlazionatuta daude (B=μ₀*H), baina material magnetizatu batean, terminoak puntu bakoitzeko magnetizazioaren arabera aldatzen dira.

Eremu magnetikoak teknologia moderno guztietan erabiltzen dira, batez ere, ingeniaritza elektrikoan eta elektromekanikoan. Eremu magnetiko birakariak motor elektrikoetan nahiz sorgailuetan erabiltzen dira. Transformadoreen gisako gailu elektrikoetan eremu magnetikoen elkarreragina zirkuitu magnetiko gisa kontzeptualizatu eta ikertzen da. Indar magnetikoek karga-eramaileei buruzko informazioa ematen dute material batean, Hall efektuaren bidez. Lurrak bere eremu magnetikoa sortzen du, Lurreko ozono-geruza eguzki-haizetik babesten duena eta nabigazioan ezinbesteko bihurtzen da iparrorratza erabiltzeko.

Eremu magnetiko

Karga elektriko baten gaineko indarra haren kokapenaren, abiaduraren eta norabidearen araberakoa da; bi bektore-eremu erabiltzen dira indar hori deskribatzeko.^[2] Lehenengoa, eremu elektrikoa da, karga geldikor baten gainean eragiten duen indarra deskribatzen duena, eta mugimenduarekiko independentea den indarraren osagaia ematen du. Eremu magnetikoak, aldiz, kargatutako partikulen abiadurarekiko eta norabidearekiko proportzionala den indarraren osagaia deskribatzen du.^[2] Lorentzen indar-legeak definitzen du eremua, eta, une bakoitzean, bai kargaren mugimenduarekiko bai jasaten duen indarrarekiko perpendikularra da.

Bi eremu bektorial desberdin daude, baina oso lotuta daude, eta, batzuetan, “eremu magnetiko” deitzen zaie biei, B eta H-ri. Eremu horietarako izen onenak eta eremu horiek adierazten dutenaren interpretazio zehatza eztabaidagai izan diren arren, akordio zabala dago azpian dagoen fisikaren funtzionamenduari buruz. ^[4] Historikoki, "eremu magnetiko" terminoa H-rentzat gorde zen, B-rentzat beste termino batzuk erabiltzen zituen bitartean, baina azken testuliburu askok "eremu magnetiko" terminoa erabiltzen dute B deskribatzeko, baita H deskribatzeko ere. B-rentzako beste termino batzuk, Fluxu magnetikoaren dentsitatea eta indukzio magnetikoa lirateke.

B eremu magnetikoa ${\displaystyle {\vec {v}}}$ abiadurarekin doan ${\displaystyle q\,}$ karga elektriko puntualak higidurarekiko perpendikularra eta abiadurarekiko eta eremuaren ezaugarri den ${\displaystyle {\vec {B}}}$ indukzio magnetikoarekiko proportzionala den ${\displaystyle {\vec {F}}}$ indarra jasango duen espazioko zatia da.

${\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {v}}\times {\vec {B}}}$

Hemen F partikularen gaineko indarra, q partikularen karga elektrikoa, v partikularen abiadura eta × biderkadura gurutzatua adierazten du. Kargaren gaineko indarraren norabidea eskuineko eskuaren erregela deritzon erregela mnemoniko batek zehaztu dezake (ikus irudia). Eskuineko eskua erabiliz, erpurua korrontearen norabidean apuntatuz, eta hatzak eremu magnetikoaren norabidean, palmondoaren kanpoalderanzko karga-puntuetan lortzen den indar positiboa adieraziko du. Negatiboki kargatutako partikula baten gaineko indarra kontrako norabidean egongo da. Abiadura eta karga alderantzikatzen badira, indarraren norabidea berbera da. Horregatik, eremu magnetikoaren neurketa batek (berez) ezin du bereizi karga positibo bat eskuinerantz mugitzen den edo karga negatibo bat ezkerrerantz mugitzen den. (Bi kasuetan korronte bera sortzen dute.) Bestalde, eremu elektriko batekin konbinatutako eremu magnetiko batek eremu horiek bereiz ditzake (ikus Hall Efektua).

• Eremu magnetikoa aurkitzen
• 
  B eremu magnetiko batean v abiaduraz mugitzen den partikula kargatu batek F indar magnetikoa sentituko du. Indar magnetikoak beti mugimenduaren norabidera alde egiten duenez, partikula zirkulu batean mugitzen da.
• 
  Eskuineko eskuaren erregelaren errepresentazioa

H eremu magnetikoa honela definitzen da:

${\displaystyle H={1 \over \mu _{0}}*B-M}$

Non μ₀ hutsezko permeabilitatea eta M magnetizaio bektorea diren. Hutsean, B eta H proportzionalak dira eta material baten barruan desberdinak dira.

Eremu magnetikoa bi iturrik sor dezakete. Lehenenik, konbekziozko korronte elektrikoa da, eremu magnetiko estatikoa sortuz. Bigarrenik, desplazamendu korronte batek eremu magnetiko aldakorra sor dezake.

Korronte elektriko eta eremu magnetikoaren arteko erlazioa Anpere-Maxwell-en legean azaltzen da:

${\displaystyle \oint _{C}{\vec {B}}\cdot d{\vec {l}}=\int \!\!\!\!\int _{S}{\vec {J}}\cdot d{\vec {S}}=I}$

${\displaystyle {\vec {B}}}$ : Indukzio magnetikoa

${\displaystyle I\,}$ : Korronte elektrikoa

${\displaystyle {\vec {J}}}$ : Desplazamendu korrontea

Eremu elektrikoan ez bezala, kasu honetan ez dago monopolo magnetikorik; dipolo magnetikoak baino ez daude. Honen eraginez, eremu lerroak itxiak dira, hau da, leku berean hasi eta amaitzen dira. Horren ondorioz edozein gainazal itxitan sartu eta irten egiten diren eremu lerroen kopurua berdina da.

Lurra iman bat bezalakoa da; iman horren poloak lurburuetatik oso hurbil daude. Horregatik iparrorratzaren orratzak iparraldeko eta hegoaldeko polo magnetikoekin lerroz lerro jartzen dira. Eremu magnetikoak Lurraren kanpoko gunean dabilen burdin urtuaren eroamenak eragiten duen korronte elektrikoan du sorburua. Hala, Lurra eremu magnetiko batek (magnetosferak) inguratua dago; magnetosfera hori atmosferan 140 km-tik gora hedatzen da, eta Eguzkiak igortzen dituen partikula karga elektrikodunak erakartzen ditu eta guztiz garrantzizkoa da hori hala izatea, partikula horiek Lurrera eroriz gero bizitza suntsituko bailukete. Oso gertaera ikusgarriak izaten dira halakoetan (aurorak).

• Eremu magnetikoa
• Eremu magnetikoa lantzeko ariketa.
• Indar magnetikoa lantzeko ariketa.