Weber – Unidad de Flujo Magnético
El weber (Wb) es la unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades (SI), nombrado en honor al físico alemán Wilhelm Eduard Weber, quien realizó contribuciones significativas en el campo del electromagnetismo.
Concepto de Flujo Magnético
El flujo magnético es una cantidad escalar que representa el campo magnético total que pasa a través de un área determinada. Considera tanto la intensidad del campo magnético como la orientación de las líneas de campo con respecto a la superficie. El weber se utiliza para cuantificar el efecto general de un campo magnético sobre una superficie o dentro de un bucle cerrado, como una bobina de alambre en el caso de la inducción electromagnética.
Definición de Weber
Un weber se define como el flujo magnético que, al enlazar un circuito de una vuelta, produce una fuerza electromotriz de un voltio a medida que se reduce uniformemente a cero en un segundo. En otras palabras, 1 Wb = 1 V⋅s (voltio-segundo).
Formulación Matemática
Matemáticamente, el flujo magnético (Φ) se define como la integral de superficie de la densidad de flujo magnético (B) sobre un área (A). La fórmula para el flujo magnético es:
Φ = ∫∫ B • dA
Donde:
- Φ es el flujo magnético (medido en weber, Wb)
- B es el vector del campo magnético (medido en tesla, T)
- dA es el vector del área diferencial (medido en metros cuadrados, m²)
- • denota el producto escalar
Importancia en la Inducción Electromagnética
El flujo magnético juega un papel crucial en la comprensión de la inducción electromagnética, como lo describe la ley de Faraday de la inducción electromagnética. Esta ley establece que la fuerza electromotriz (FEM) inducida en un bucle cerrado es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético a través del bucle.
Ejemplos de Flujo Magnético
Aquí hay tres ejemplos de flujos magnéticos con valores en weber:
- Un bucle circular con un radio de 0.03 m se coloca en un campo magnético uniforme de 0.4 T, perpendicular a las líneas de campo. El flujo magnético a través del bucle es: Φ = B * A = 0.4 T * (π * (0.03 m)²) ≈ 3.39 × 10-3 Wb
- Un bucle rectangular con una longitud de 0.05 m y un ancho de 0.03 m orientado paralelo a un campo magnético uniforme de 0.6 T. Dado que las líneas del campo magnético son paralelas al plano del bucle, el flujo magnético es: Φ = 0 Wb (no hay líneas de campo magnético que pasen a través del bucle)
- Un bucle triangular equilátero con un lado de 0.04 m se coloca en un campo magnético uniforme de 0.8 T, perpendicular a las líneas de campo. El área del triángulo es A = (lado² * √3) / 4. El flujo magnético a través del bucle es: Φ = B * A = 0.8 T * ((0.04 m)² * √3 / 4) ≈ 2.21 × 10-3 Wb
