Física/Electromagnetismo/Flujo Magnético

El flujo magnético (representado por la letra griega fi Plantilla:W), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =10⁸ maxwells).

[Wb]=[V]·[s]

Flujo magnético por una espira.

Para campos uniformes y superficies planas. si llamamos $\overrightarrow{B}$ al Plantilla:W campo magnético y $\overrightarrow{S}$ al vector área de la superficie evaluada, el flujo Φ que pasa a través de dicha área es simplemente el producto escalar del valor absoluto de ambos vectores:

$\mathrm{\Phi }=\overrightarrow{B}\cdot \overrightarrow{S}$

Si llamamos $\vartheta$ al ángulo entre los dos vectores podemos desarrollar la expresión como:

$\mathrm{\Phi }=\overrightarrow{B}\cdot \overrightarrow{S}=|\overrightarrow{B}||\overrightarrow{S}|\cos (\vartheta )$

Vectores normales a una superficie dada.

Generalizando aún más, podemos tener en cuenta una superficie irregular atravesada por un campo magnético heterogéneo. De esta manera, tenemos que considerar cada diferencial de área:

$\mathrm{\Phi }=\underset{S}{\int }\overrightarrow{B}\cdot d\overrightarrow{S}$

Cuantización del flujo magnético

Cuantización del flujo magnético en un anillo superconductor.

Como ya predijo Plantilla:W en 1948, es posible observar la cuantización del flujo magnético en sustancias superconductoras. El Plantilla:W de flujo magnético es una constante física:

${\mathrm{\Phi }}_0=\frac{h}{2e}=2.067833636\cdot 10^{-15}Wb$.

El inverso del cuanto de flujo magnético K_J = 1/Φ₀ se suele conocer como constante de Josephson, por Plantilla:W.

Empleando el Plantilla:W es posible medir con mucha precisión el cuanto de flujo magnético, lo cual se ha empleado junto con el Plantilla:W para medir la Plantilla:W con la máxima precisión hasta la fecha. Es bastante irónico el hecho de que la constante de Planck suela estar asociada a sistemas microscópicos, pero su valor se calcule a partir de dos fenómenos macroscópicos como el efecto Josephson y el efecto Hall cuántico.