Diferencia entre revisiones de «Tesla (unidad)»

Tesla
Estándar	Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud	Inducción magnética
Símbolo	T
Nombrada en honor de	Nikola Tesla
Equivalencias
Unidades básicas del Sistema Internacional	1 T =
Unidades derivadas del Sistema Internacional	1 T =
Sistema Cegesimal de Unidades	1 T = (Gauss)
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El tesla (símbolo: T) es la unidad de inducción magnética (o densidad de flujo magnético) del Sistema Internacional de Unidades (SI). Fue nombrada así en 1960 en honor al ingeniero e inventor Nikola Tesla.^[1] El nombre de la unidad debe escribirse en minúsculas, mientras que su símbolo se escribe con mayúscula.

Un tesla es igual a un weber por metro cuadrado. La unidad fue anunciada durante la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1960 y recibe su nombre^[2]en honor a Nikola Tesla, a propuesta del ingeniero eléctrico esloveno France Avčin .

Los campos más fuertes que se encuentran en los imanes permanentes en la Tierra provienen de las esferas de Halbach y pueden superar los 4,5 T. El récord del campo magnético pulsado sostenido más alto ha sido producido por científicos en el campus del Laboratorio Nacional de Los Álamos del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético, el primer campo magnético no destructivo de 100 teslas del mundo.^[3] En septiembre de 2018, investigadores de la Universidad de Tokio generaron un campo de 1200 T que duró del orden de 100 microsegundos utilizando la técnica de compresión de flujo electromagnético.^[4]

Definición

Una partícula que lleva una carga de un coulombio y se mueve perpendicularmente a través de un campo magnético de un tesla, a una velocidad de un metro por segundo, experimenta una fuerza con una magnitud de un newton, de acuerdo con la ley de fuerza de Lorentz. Como unidad derivada del SI, el tesla también se puede expresar como:

{\text{T}}={\dfrac {{\text{V}}{\cdot }{\text{s}}}{{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {\text{N}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{m}}}}={\dfrac {\text{J}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {{\text{H}}{\cdot }{\text{A}}}{{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {\text{Wb}}{{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {\text{kg}}{{\text{C}}{\cdot }{\text{s}}}}={\dfrac {{\text{N}}{\cdot }{\text{s}}}{{\text{C}}{\cdot }{\text{m}}}}={\dfrac {\text{kg}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{s}}^{2}}}

Donde A = amperio, C = coulomb, kg = kilogramo, m = metro, N = newton, s = segundo, H = henrio , V = voltio, J = julio y Wb = weber

Un tesla se define, también, como una inducción magnética uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de un metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de un weber.

1 T = 1 Wb·m⁻² = 1 kg·s⁻²·A⁻¹ = 1 kg·C^-1·s^-1

También se define como la inducción de un campo magnético que ejerce una fuerza de 1 N (newton) sobre una carga de 1 C (culombio) que se mueve a velocidad de 1 m/s dentro del campo y perpendicularmente a las líneas de inducción magnética.

Lo que es: 1 T = 1 N·s·m⁻¹·C⁻¹

El tesla es el valor del total del flujo magnético dividido por el área, de lo que puede deducirse que si reducimos el área afectada se incrementa la densidad del flujo magnético. Esto continuaría pasando hasta que el material llegara a un punto de saturación magnética.

Campo eléctrico vs. magnético

En la producción de la fuerza de Lorentz, la diferencia entre campos eléctricos y campos magnéticos es que la fuerza de un campo magnético sobre una partícula cargada generalmente se debe al movimiento de la partícula cargada,^[5] mientras que la fuerza impartida por un campo eléctrico sobre una partícula cargada no se debe al movimiento de la partícula cargada. Esto se puede apreciar observando las unidades de cada uno. La unidad de campo eléctrico en el Sistema MKS de unidades es newton por coulombio, 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 destaca de inmediato el hecho de que si una estáticael campo electromagnético se ve como puramente magnético, o puramente eléctrico, o alguna combinación de estos, depende del marco de referencia de uno (es decir, la velocidad de uno en relación con el campo).^[6]^[7]

En los ferromagnetos, el movimiento que crea el campo magnético es el espín del electrón^[8] (y, en menor medida, el momento angular orbital del electrón ). En un cable que transporta corriente (electroimanes), el movimiento se debe a los electrones que se mueven a través del cable (ya sea recto o circular).

Múltiplos del SI

A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional para tesla (T)
Valor	Símbolo	Nombre	Valor	Símbolo	Nombre
Submúltiplos			Múltiplos
10⁻¹ T	dT	decitesla	10¹ T	daT	decatesla
10⁻² T	cT	centitesla	10² T	hT	hectotesla
10⁻³ T	mT	militesla	10³ T	kT	kilotesla
10⁻⁶ T	µT	microtesla	10⁶ T	MT	megatesla
10⁻⁹ T	nT	nanotesla	10⁹ T	GT	gigatesla
10⁻¹² T	pT	picotesla	10¹² T	TT	teratesla
10⁻¹⁵ T	fT	femtotesla	10¹⁵ T	PT	petatesla
10⁻¹⁸ T	aT	attotesla	10¹⁸ T	ET	exatesla
10⁻²¹ T	zT	zeptotesla	10²¹ T	ZT	zettatesla
10⁻²⁴ T	yT	yoctotesla	10²⁴ T	YT	yottatesla
10⁻²⁷ T	rT	rontotesla	10²⁷ T	RT	ronnatesla
10⁻³⁰ T	qT	quectotesla	10³⁰ T	QT	quettatesla
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Nikola Tesla. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (T), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (tesla), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.

Equivalencias

1 tesla es equivalente a:

10 000 gauss (G), unidad utilizada en el Sistema Cegesimal de Unidades
10⁹ gammas (γ), unidad usada en geofísica

Ejemplos

En el espacio exterior la densidad del flujo magnético es de 0,1-10 nanoteslas (10⁻¹⁰ T - 10⁻⁸ T),
El campo magnético terrestre, a una latitud de 50° es de 58 µT (5,8×10⁻⁵ T) y en el ecuador.
Una mancha solar genera unos 0,15 T.
Un altavoz potente genera aproximadamente 1 T.
Un aparato de resonancia magnética nuclear genera más de 7 T, experimentalmente más de 20 T.
El campo magnético continuo más fuerte jamás producido en laboratorio (en el National High Magnetic Field Laboratory de la Florida State University en Tallahassee, Florida) fue de 45 T.
El campo instantáneo más fuerte producido en laboratorio es de 1200 T (Universidad de Tokio, agosto de 2020)^[9]
Una estrella de neutrones genera de 1 a 100 megateslas (10⁶ T a 10⁸ T). Si es de tipo magnetar, genera de 0,1 a 100 gigateslas (10⁸ a 10¹¹ T).
El máximo campo magnético teórico para una estrella de neutrones, y por tanto el límite máximo teórico para un fenómeno conocido, es de 10¹³ T (10 terateslas).

Véase también

Referencias

↑ sizes.com - Details of SI units
↑ «Details of SI units». sizes.com. 1 de julio de 2011. Consultado el 4 de octubre de 2011.
↑ «Strongest non-destructive magnetic field: world record set at 100-tesla level». Los Alamos National Laboratory. Consultado el 6 November 2014.
↑ D. Nakamura, A. Ikeda, H. Sawabe, Y. H. Matsuda, and S. Takeyama (2018), Magnetic field milestone
↑ Gregory, Frederick (2003). History of Science 1700 to Present. The Teaching Company.
↑ Parker, Eugene (2007). Conversations on electric and magnetic fields in the cosmos. Princeton University press. p. 65. ISBN 978-0691128412.
↑ Kurt, Oughstun (2006). Electromagnetic and optical pulse propagation. Springer. p. 81. ISBN 9780387345994.
↑ Herman, Stephen (2003). Delmar's standard textbook of electricity. Delmar Publishers. p. 97. ISBN 978-1401825652.
↑ «Record indoor magnetic field of 1200 T generated by electromagnetic flux-compression».

Datos: Q163343

[1] sizes.com - Details of SI units

[2] «Details of SI units». sizes.com. 1 de julio de 2011. Consultado el 4 de octubre de 2011.

[lanl-3] «Strongest non-destructive magnetic field: world record set at 100-tesla level». Los Alamos National Laboratory. Consultado el 6 November 2014.

[4] D. Nakamura, A. Ikeda, H. Sawabe, Y. H. Matsuda, and S. Takeyama (2018), Magnetic field milestone

[5] Gregory, Frederick (2003). History of Science 1700 to Present. The Teaching Company.

[6] Parker, Eugene (2007). Conversations on electric and magnetic fields in the cosmos. Princeton University press. p. 65. ISBN 978-0691128412.

[7] Kurt, Oughstun (2006). Electromagnetic and optical pulse propagation. Springer. p. 81. ISBN 9780387345994.

[8] Herman, Stephen (2003). Delmar's standard textbook of electricity. Delmar Publishers. p. 97. ISBN 978-1401825652.

[9] «Record indoor magnetic field of 1200 T generated by electromagnetic flux-compression».

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 == Campo eléctrico vs. magnético ==
-En la producción de la fuerza de Lorentz, la diferencia entre campos eléctricos y campos magnéticos es que la fuerza de un campo magnético sobre una partícula cargada generalmente se debe al movimiento de la partícula cargada, [5] mientras que la fuerza impartida por un campo eléctrico sobre una partícula cargada no se debe al movimiento de la partícula cargada. Esto se puede apreciar observando las unidades de cada uno. La unidad de campo eléctrico en el sistema de unidades MKS es newton por coulomb, 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 destaca de inmediato el hecho de que si una estáticael campo electromagnético se ve como puramente magnético, o puramente eléctrico, o alguna combinación de estos, depende del marco de referencia de uno (es decir, la velocidad de uno en relación con el campo). [6] [7]
+En la producción de la [[fuerza de Lorentz]], la diferencia entre [[campos eléctricos]] y [[campos magnéticos]] es que la fuerza de un campo magnético sobre una partícula cargada generalmente se debe al movimiento de la partícula cargada,<ref>{{cite book|last=Gregory|first=Frederick|year=2003|title=History of Science 1700 to Present|publisher=The Teaching Company}}</ref> mientras que la fuerza impartida por un campo eléctrico sobre una partícula cargada no se debe al movimiento de la partícula cargada. Esto se puede apreciar observando las unidades de cada uno. La unidad de campo eléctrico en el [[Sistema MKS de unidades]] es newton por coulombio, 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 destaca de inmediato el hecho de que si una estáticael [[campo electromagnético]] se ve como puramente magnético, o puramente eléctrico, o alguna combinación de estos, depende del marco de referencia de uno (es decir, la velocidad de uno en relación con el campo).<ref>{{cite book|last=Parker|first=Eugene|year=2007|title=Conversations on electric and magnetic fields in the cosmos|publisher=Princeton University press|page=65|url=https://books.google.com/books?id=7gJ_i3CTcpQC&pg=PA65 |isbn=978-0691128412}}</ref><ref>{{cite book|last=Kurt|first=Oughstun|year=2006|title=Electromagnetic and optical pulse propagation|publisher=Springer|page=81|url=https://books.google.com/books?id=behRnNRiueAC&pg=PA81 |isbn=9780387345994}}</ref>
-En los ferromagnetos, el movimiento que crea el campo magnético es el espín del electrón [8] (y, en menor medida, el momento angular orbital del electrón ). En un cable que transporta corriente (electroimanes), el movimiento se debe a los electrones que se mueven a través del cable (ya sea recto o circular).
+En los ferromagnetos, el movimiento que crea el campo magnético es el espín del electrón<ref>{{cite book|last=Herman|first=Stephen|year=2003|title=Delmar's standard textbook of electricity|publisher=Delmar Publishers|page=97|url=https://books.google.com/books?id=kddgHk0P3NcC&pg=PA97 |isbn=978-1401825652}}</ref> (y, en menor medida, el momento angular orbital del electrón ). En un cable que transporta corriente (electroimanes), el movimiento se debe a los electrones que se mueven a través del cable (ya sea recto o circular).
 == Múltiplos del SI ==