¿Qué se entiende por "cambio de campo magnético"?

Question

Al principio pensé que era la consecuencia de que un objeto se moviera de una zona de alta a baja o de baja a alta densidad de flujo, pero eso no ayuda a entender qué significa que "un campo magnético cambiante" induzca una tensión en la bobina secundaria de un transformador. Entonces, ¿qué es un campo magnético cambiante?

Answer 1

Ahora que entiendo que te refieres a los transformadores, y que eres un estudiante de GCSE, creo que tengo una respuesta más apropiada a tu pregunta, de una manera que hubiera entendido cuando hice mi GCSE.

En el caso de un transformador, el campo magnético cambiante se debe a que la corriente en la bobina primaria es una corriente alterna. En los sistemas de CA, tanto la corriente como la tensión cambian con el tiempo. De hecho, tienen un patrón de onda sinusoidal. Si aún no lo has hecho en GCSE, derivarás esto en física de nivel A y verás exactamente por qué es así, pero todo tiene que ver con cómo se genera la electricidad (por un imán que gira). A continuación he enlazado un gráfico de la corriente continua (arriba) y el voltaje contra la corriente alterna (abajo).

Corriente y tensión continua y corriente y tensión alterna.

Supongo que ha aprendido que los cables portadores de carga producen campos magnéticos. La corriente alterna en el cable primario induce entonces un campo magnético en el hierro que también se alterna, es decir, cambia con el tiempo, como la corriente. Es este campo magnético cambiante el que induce entonces una corriente en la bobina secundaria, esta vez con una tensión menor.

Answer 2

Es útil recordar que los devanados primario y secundario de un transformador son esencialmente inductores en un circuito que se envuelven alrededor de un núcleo de hierro para aumentar su fuerza. Teniendo esto en cuenta, es útil hablar de los inductores.

$\textit{Inductors:}$

El objetivo de un inductor en un circuito es almacenar energía en un campo magnético. A medida que la corriente pasa por el inductor, el $\vec B$ Las líneas de campo se desarrollan como en el diagrama siguiente.

$\textit{DC/AC:}$

Ahora bien, en un circuito de corriente continua, después de un tiempo suficiente, el campo se acumula en oposición a la corriente, pero con el tiempo suficiente, el campo magnético alcanza su valor máximo y el circuito continúa normalmente. En este caso, se tiene un campo magnético estático. Sin embargo, en un circuito de corriente alterna, la tensión y, en consecuencia, la corriente cambian constantemente. Esto significa que el campo magnético se acumula y colapsa constantemente en el circuito. En otras palabras, está produciendo un campo magnético cambiante en el tiempo. Recuerde que, según la Ley de Faraday, sólo un campo magnético cambiante inducirá tensión en otro lugar. Ahora que sabemos que uno de los lados de nuestro transformador está produciendo este campo magnético cambiante, volvamos a ver la situación completa.

$\textit{Two Inductors (A Transformer):}$

Se puede ver que el campo magnético del primario pasa por la bobina secundaria. Como se trata de un circuito de corriente alterna y nuestra corriente cambia, el campo magnético también cambia. Esto hace que se produzca una diferencia de potencial (Tensión) en los devanados secundarios debido a la inducción.

$\textit{Iron Core:}$

Ahora podemos volver a meter el núcleo de hierro dentro de los bobinados y utilizarlo para amplificar el campo magnético, ya que el hierro es superior al aire en permeabilidad magnética.

$\textit{Summary:}$

Lo que se entiende por campo magnético cambiante es que, con el tiempo, en un transformador, un circuito de corriente alterna va almacenando y descomponiendo su campo magnético en oposición al cambio de corriente de un circuito.