Tesla (unidad)

El tesla (símbolo: T) es la unidad de densidad de flujo magnético (también llamada intensidad del campo magnético B) en el Sistema Internacional de Unidades (SI).

Un tesla equivale a un weber por metro cuadrado. La unidad fue anunciada durante la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1960 y lleva el nombre en honor del ingeniero eléctrico y mecánico serbio-estadounidense Nikola Tesla, a propuesta del ingeniero eléctrico esloveno France Avčin.

Definición

Una partícula que lleva una carga de un culombio (C) y se mueve perpendicularmente a través de un campo magnético de un tesla, a una velocidad de un metro por segundo (m/s), experimenta una fuerza con magnitud de un newton (N). ), según la ley de fuerzas de Lorentz. Eso es,

$${\displaystyle \mathrm {T={\dfrac {N{\cdot } {C{\cdot - Sí.$$

Como unidad derivada del SI, el tesla también se puede expresar en términos de otras unidades. Por ejemplo, un flujo magnético de 1 weber (Wb) a través de una superficie de un metro cuadrado es igual a una densidad de flujo magnético de 1 tesla. Eso es,

$${\displaystyle \mathrm {T={\dfrac {Wb} {m^{2}}}}}$$

Expresado sólo en unidades básicas del SI, 1 tesla es:

$${\displaystyle \mathrm {T={\dfrac {kg}{\cdot - Sí.$$

Las equivalencias adicionales resultan de la derivación de coulombs de amperios (A), ${\displaystyle \mathrm {C=A{\cdot}s}$:

$${\displaystyle \mathrm {T={\dfrac {N}{\cdot}m}}} {\c} {\c}} {\c}}} {\c}}}}} {\c}}} {\c}}} {\c}}} {\c}}}}}} {\c}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}}}}}}} {\c}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$$

${\displaystyle \mathrm {J=N{\cdot}m}$

$${\displaystyle \mathrm {T={\dfrac {J}{\cdot - Sí.$$

${\displaystyle \mathrm {Wb=V{\cdot}s}$

$${\displaystyle \mathrm {T={\dfrac {\cdot {\fnMicrosoft Sans Serif}$$

Eléctrica vs. campo magnético

En la producción de la fuerza de Lorentz, la diferencia entre campos eléctricos y campos magnéticos es que una fuerza de un campo magnético sobre una partícula cargada generalmente se debe al movimiento de la partícula cargada, mientras que la fuerza impartida por una El campo eléctrico sobre una partícula cargada no se debe al movimiento de la partícula cargada. Esto se puede apreciar mirando las unidades de cada uno. La unidad de campo eléctrico en el sistema de unidades MKS es newtons por culombio, N/C, mientras que el campo magnético (en teslas) se puede escribir como N/(C⋅m/s). El factor divisorio entre los dos tipos de campo es metros por segundo (m/s), que es la velocidad. Esta relación resalta inmediatamente el hecho de que el hecho de que un campo electromagnético estático sea visto como puramente magnético, o puramente eléctrico, o alguna combinación de ambos, depende del marco de referencia de cada uno (es decir, su velocidad relativa a el campo).

En los ferromagnetos, el movimiento que crea el campo magnético es el espín del electrón (y, en menor medida, el momento angular orbital del electrón). En un cable portador de corriente (electroimanes), el movimiento se debe a que los electrones se mueven a través del cable (ya sea que el cable sea recto o circular).

Conversión a unidades no SI

Un tesla equivale a:

Para conocer la relación con las unidades del campo magnetizante (amperios por metro u Oersted), consulte el artículo sobre permeabilidad.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos se enumeran en orden ascendente de intensidad del campo magnético.

• 3.2×10^{; 5 -} T (31.869 μT) – fuerza del campo magnético de la Tierra a 0° de latitud, 0° de longitud
• 4×10^{; 5 -} T (40 μT) – caminando bajo una línea de potencia de alta tensión
• 5×10⁻³ T (5 mT) – la fuerza de un imán de refrigerador típico
• 0.3 T – la fuerza de los solares solares
• 1 T a 2.4 T – brecha de bobina de un típico imán de altavoz
• 1.5 T a 3 T – fuerza de los sistemas de resonancia magnética médica en la práctica, experimentalmente hasta 17 T
• 4 T – fuerza del imán superconductor construido alrededor del detector CMS en CERN
• 5.16 T – la fuerza de un conjunto de temperatura ambiente especialmente diseñado de Halbach
• 8 T – la fuerza de los imanes LHC
• 11.75 T – la fuerza de los imanes INUMAC, el escáner MRI más grande
• 13 T – fuerza del sistema imán ITER superconductor
• 14.5 T – mayor fuerza de campo magnético grabada para un acelerador de dirección imán en Fermilab
• 16 T – fuerza de campo magnético necesaria para levitar una rana (por levitación diamagnética del agua en sus tejidos corporales) según el Premio Nobel de Ig 2000 en Física
• 17.6 T – campo más fuerte atrapado en un superconductor en un laboratorio en julio de 2014
• 20 T - fuerza del imán superconductor de alta temperatura de gran escala desarrollado por MIT y Commonwealth Fusion Systems para ser utilizado en reactores de fusión
• 27 T – maximal field strengths of superconducting electromagnets at cryogenic temperatures
• 35,4 T – el récord mundial actual (2009) para un electromagnet superconductor en un campo magnético de fondo
• 45 T – el récord mundial actual (2015) para imanes de campo continuo
• 97,4 T – campo magnético más fuerte producido por un imán "no destructivo"
• 100 T – Fuerza aproximada de campo magnético de una estrella enana blanca típica
• 1200 T – el campo, que dura alrededor de 100 microsegundos, formado utilizando la técnica de compresión de flujo electromagnético
• 10⁹ T – límite de Schwinger sobre el cual se espera que el campo electromagnético se convierta en no lineal
• 10⁸ – 10¹¹ T (100 MT – 100 GT) – rango de fuerza magnética de estrellas de neutrones magnetar

Notas y referencias