Weber (Wb): unidad SI de flujo magnético — definición y relación con el tesla
Weber (Wb): unidad SI del flujo magnético — definición, relación con el tesla, origen y ejemplos prácticos para comprender su uso en física y electromagnetismo.
En física, el weber (símbolo: Wb; /ˈveɪbər/, /ˈwɛbər/, o /ˈwiːbər/) es la unidad SI de flujo magnético. Una densidad de flujo de un Wb/m2 (un weber por metro cuadrado) es un tesla.
El weber lleva el nombre del físico alemán Wilhelm Eduard Weber (1804-1891).
Definición y significado físico
El flujo magnético Φ a través de una superficie S se define como la integral del vector densidad de flujo magnético B sobre esa superficie:
Φ = ∫S B · dA
El weber mide precisamente esa cantidad Φ. En palabras sencillas, un weber representa la cantidad total de campo magnético que atraviesa una determinada área.
Relación con otras unidades
- 1 Wb = 1 tesla × 1 m2 (1 Wb = 1 T·m2), por definición de tesla como Wb/m2.
- 1 Wb = 1 voltio × 1 segundo (1 Wb = 1 V·s). Esto se deriva de la ley de Faraday: una variación de flujo de 1 Wb por segundo induce una fem de 1 V.
- En unidades base del SI: 1 Wb = kg·m2·s−2·A−1. Esta expresión muestra la dimensión del flujo magnético en términos de masa (kg), longitud (m), tiempo (s) y corriente eléctrica (A).
- Relación con el sistema cgs (unidad antigua): 1 weber = 108 maxwell (1 Mx = 10−8 Wb).
Fórmula y dimensiones
Dimensionalmente, usando las unidades básicas del SI,
[Wb] = M·L2·T−2·I−1,
donde M, L, T e I representan masa, longitud, tiempo e intensidad de corriente respectivamente. También puede expresarse como joule por amperio (J/A), porque 1 J = 1 kg·m2·s−2.
Ejemplos y aplicaciones prácticas
- Si una bobina de área 0,01 m2 está en un campo magnético uniforme de 0,1 T, el flujo que atraviesa la bobina es Φ = B·A = 0,1 × 0,01 = 0,001 Wb.
- Un escáner de resonancia magnética clínica suele operar con campos del orden de 1,5–3 T. Si consideramos una superficie de 1 m2, el flujo sería del orden de 1,5–3 Wb sobre esa superficie.
- En aplicaciones prácticas de ingeniería electromagnética, la relación 1 Wb/s = 1 V es fundamental para el análisis de generadores, transformadores y sistemas de inducción según la ley de Faraday.
Notas históricas
El nombre de la unidad honra a Wilhelm Eduard Weber por sus contribuciones a la electrodinámica y al estudio del magnetismo. El símbolo convencional es Wb, y se emplea en todo el Sistema Internacional para cuantificar el flujo magnético.
Definición
El weber puede definirse en términos de la ley de Faraday, que relaciona un flujo magnético cambiante a través de una espira con el campo eléctrico alrededor de la misma. Un cambio de flujo de un weber por segundo inducirá una fuerza electromotriz de un voltio (producirá una diferencia de potencial eléctrico de un voltio entre dos terminales abiertos).
Oficialmente,
Weber (unidad de flujo magnético) - El weber es el flujo magnético que, enlazando un circuito de una vuelta, produciría en él una fuerza electromotriz de 1 voltio si se redujera a cero a un ritmo uniforme en 1 segundo.
En las unidades básicas del SI, las dimensiones del weber son (kg-m2 )/(s 2-A). Muchas veces, el weber se expresa en términos de otras unidades derivadas como el metro cuadrado Tesla (T-m2, los voltios-segundos (V-s) o los julios por amperio (J/A).
1 Wb = 1 V-s = 1 T-m2= 1 J/A = 10 8Mx (maxwells).
Preguntas y respuestas
P: ¿Cuál es el símbolo de weber?
R: El símbolo de weber es Wb.
P: ¿Cómo se pronuncia 'weber'?
R: 'Weber' puede pronunciarse como /ˈveɪbər/, /ˈwɛbər/, o /ˈwiːbər/.
P: ¿Cuál es la unidad SI de flujo magnético?
R: La unidad SI de flujo magnético es el weber.
P: ¿A qué equivale un weber por metro cuadrado?
R: Un weber por metro cuadrado equivale a un tesla.
P: ¿Quién era Wilhelm Eduard Weber?
R: Wilhelm Eduard Weber fue un físico alemán que vivió entre 1804 y 1891.
P: ¿Por qué se dio su nombre a la unidad de flujo magnético?
R: La unidad de flujo magnético lleva el nombre de Wilhelm Eduard Weber en reconocimiento a sus contribuciones a la física.
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