Fluxo magnético

O fluxo magnético Φ (representado pola letra grega fi Φ), é unha medida da cantidade de magnetismo, e calcúlase a partir do campo magnético, a superficie sobre a cal actúa e o ángulo de incidencia formado entre as liñas de campo magnético e os diferentes elementos de dita superficie. A unidade de fluxo magnético no Sistema Internacional de Unidades é o weber e desígnase por Wb (motivo polo cal se coñecen como weberímetros os aparatos empregados para medir o fluxo magnético). No sistema ceguesimal utilízase o maxwell (1 weber =10⁸ maxwells).

[Wb]=[V]·[s]^[1]

Fluxo magnético dunha espira.

Se o campo magnético B é vector paralelo ao vector superficie de área S, o fluxo Φ que pasa a través de dita área é simplemente o produto do valor absoluto de ambos vectores:

${\displaystyle \Phi ={B}\cdot S\,\!}$

Vectores normais a unha superficie dada.

En moitos casos o campo magnético non será normal á superficie, senón que forma un ángulo φ coa normal, polo que podemos xeneralizar un pouco máis tomando vectores:

${\displaystyle \Phi ={\vec {B}}\cdot {\vec {S}}=|{\vec {B}}|\cdot |{\vec {S}}|\,\cos(\varphi )\,\!}$

Xeneralizando aínda máis, podemos ter en conta unha superficie irregular atravesada por un campo magnético heteroxéneo. Deste xeito, temos que considerar cada diferencial de área:

${\displaystyle \Phi =\int _{S}{\vec {B}}\cdot d{\vec {S}}\,}$

Denomínase fluxo magnético á cantidade de liñas de forza que pasan por un circuíto magnético.

Cuantización do fluxo magnético

Cuantización do fluxo magnético nun anel supercondutor.^[2]

Como xa predixo Fritz London en 1948, é posible observar a cuantización do fluxo magnético en substancias supercondutoras. O cuanto de fluxo magnético é unha constante física:

${\displaystyle \Phi _{0}={\frac {h}{2e}}=2.067833636\cdot 10^{-15}\,Wb\,\!}$.

A inversa do cuanto de fluxo magnético K_J = 1/Φ₀ acostúmase coñecer como constante de Josephson, por Brian David Josephson.

Empregando o efecto Josephson é posible medir con moita precisión o cuanto de fluxo magnético, o cal se empregou xunto co efecto Hall cuántico para medir a constante de Planck coa máxima precisión até hoxe feita. É bastante irónico que a constante de Planck adoite estar asociada a sistemas microscópicos, pero que o seu valor se calcule a partir de dous fenómenos macroscópicos como o efecto Josephson e o efecto Hall cuántico.^[3][4][5]