¿Cuál es la relación entre las unidades magnéticas oersted y tesla?

Son técnicamente unidades para cantidades inconmensurables, pero en la práctica esto suele ser solo un tecnicismo. El campo magnético que tiene sentido ($B$) se mide en teslas (SI) o gauss (CGS), y el campo magnético del que se hablaba hace 100 años ($H$) se mide en amperios por metro (SI, también equivalente a otras cosas) u oersteds (CGS).

Para ir entre los dos sistemas de unidades, tenemos

$$\begin{align} 1\ \mathrm{G} & = 10^{-4}\ \mathrm{T}, \\ 1\ \mathrm{Oe} & = \frac{1000}{4\pi} \mathrm{A/m}. \end{align}$$ Para ir entre los dos campos magnéticos, tenemos $$\begin{align} \frac{B}{1\ \mathrm{G}} & = \mu_r \frac{H}{1\ \mathrm{Oe}} & \text{(CGS)}, \\ B & = \mu_r \mu_0 H & \text{(SI)}, \end{align}$$ dónde $\mu_r$es la permeabilidad relativa adimensional del medio ( $1$para vacío y casi cualquier material que no sea imanes fuertes) y $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\ \mathrm{H/m}$(henrios por metro) es la permeabilidad al vacío.

Por lo tanto un$1\ \mathrm{Oe}$corresponde a$10^{-4}\ \mathrm{T}$en materiales no magnéticos.

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Una advertencia es que hay casos en los que$B$y$H$no están tan simplemente relacionados. Si está interesado en sus direcciones y no solo en magnitudes, entonces en algunos materiales$\mu_r$es en realidad un tensor y puede rotar un campo en relación con el otro. En este caso la relación sigue siendo lineal. En el peor de los casos (p. ej., ferromagnetos), la relación no es lineal y no puede expresarse en las formas presentadas anteriormente. al menos el$\mathrm{G} \leftrightarrow \mathrm{T}$y$\mathrm{Oe} \leftrightarrow \mathrm{A/m}$las relaciones siempre se mantienen.

Esta es relativamente complicada, porque implica las diferencias entre los$\mathbf B$campo y el$\mathbf H$campo en los sistemas SI y CGS, y esas relaciones cambian en los diferentes sistemas. En breve:

• Los Oersted se utilizan para medir la$\mathbf H$campo en unidades CGS.

• Los teslas se utilizan para medir la$\mathbf B$campo en unidades SI.

• En el sistema SI, los dos campos están relacionados a través de$\mathbf B=\mu_0(\mathbf H+\mathbf M)$dónde$\mu_0$es la permeabilidad al vacío y$\mathbf M$es la magnetización (densidad volumétrica del momento dipolar magnético).

• En un medio lineal$\mathbf M=\chi_\mathrm m \mathbf H$, para$\chi_\mathrm m$la susceptibilidad magnética adimensional del material, y los campos están relacionados por$\mathbf B=\mu_0(1+\chi_\mathrm m)\mathbf H=\mu_0\mu_r\mathbf H=\mu\mathbf H$.

• En el sistema SI, la$\mathbf H$El campo se mide en amperios por metro.

• En el sistema CGS (unidades gaussianas y EMU) los dos campos están relacionados a través de$\mathbf B=\mathbf H+4\pi\mathbf M$.

• En un medio lineal la polarización magnética también es$\mathbf M=\chi_\mathrm m \mathbf H$(pero con una susceptibilidad diferente,$\chi_\mathrm m^\mathrm{(CGS)}=\frac{1}{4\pi}\chi_\mathrm m^\mathrm{(SI)}$), y$\mathbf B=(1+4\pi\chi_\mathrm m)\mathbf H=\mu\mathbf H$, donde ahora coinciden la permeabilidad del material y la permeabilidad relativa.

• No todos los materiales magnéticos son lineales. En particular, es mejor pensar que los imanes permanentes tienen una magnetización fija y permanente.$\mathbf M$. En estos casos, la susceptibilidad magnética y la permeabilidad no están definidas en el interior del material.

• Como puede notar, CGS tiene dos unidades distintas, el oersted y el gauss, para dos cantidades de la misma dimensionalidad física. No estoy muy seguro de por qué la gente sintió la necesidad de dos unidades de este tipo, pero aparentemente es una de las razones extravagantes por las que usar unidades CGS te hace "genial" .

• Para repetir la advertencia que menciona Chris, incluso si un material es lineal, podría no ser homogéneo (es decir, tener una dependencia espacial).$\mu$), en cuyo caso el$\mathbf B\leftrightarrow\mathbf H$la relación cambia de un lugar a otro, y aún podría ser anisotrópica, en cuyo caso$\mathbf B$y$\mathbf H$pueden apuntar en diferentes direcciones y solo tienes una relación lineal entre sus componentes,$B_j=\sum_k \mu_{jk}H_k$, y$\mu$salta de un escalar a un tensor de rango dos (también conocido como matriz). En ese caso, aún puede usar las relaciones a continuación para relacionar los componentes y las magnitudes de los campos, pero debe prestar atención doblemente a los consejos sobre apegarse a un solo sistema.

• Afortunadamente, los sistemas SI y CGS están de acuerdo al menos en la permeabilidad relativa de los materiales lineales.

La parte fácil de la respuesta es que en el vacío las dos unidades pueden identificarse de manera única. En este caso un CGS$\mathbf H$intensidad de campo de$1$oersted coincide con un CGS$\mathbf B$intensidad de campo de$1$gauss, que es exactamente$10^{-4}\:\mathrm T$.

En cambio, en un material magnético , es decir en cualquier lugar donde$\mathbf M≠0$, el factor de conversión dependerá del material.

• Si el material no es lineal , entonces no hay forma de relacionar los dos, porque no tiene suficiente información para relacionar los dos.$\mathbf B$y$\mathbf H$campos.

• Si sabe que el material es lineal y tiene una permeabilidad relativa$\mu_r$(igual a su permeabilidad CGS), entonces un$\mathbf H$campo de$1$oersted corresponde a un CGS$\mathbf B$campo de$\frac{1}{\mu_r}$gauss y por lo tanto un SI$\mathbf B$campo de$(10^{-4}/\mu_r)$tesla

Si quieres interpretar un CGS$\mathbf H$campo, una opción más segura es traducirlo a un SI$\mathbf H$campo, para el cual un CGS$\mathbf H$intensidad de campo de$1$oersted corresponde a un SI$\mathbf H$intensidad de campo de$10^{-4}$amperios por metro.

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Sin embargo, de manera más general, si está buscando convertir entre teslas y oersteds, mi consejo es: no lo haga. Elija una unidad EM + sistema de fórmula y manténgalo. Si necesita datos sobre las propiedades de un material que está en otro sistema, primero conviértalo al que está usando. Si buscas comparar$\mathbf B$y$\mathbf H$valores de campo, es mejor que tenga una buena idea de cuál es exactamente el trato con su material, y aún así, debe ceñirse a un sistema.

A partir de una búsqueda rápida en Google, parece que los Oersted se utilizan para definir la intensidad del campo magnético y los Tesla se utilizan para definir la intensidad del campo magnético en términos de densidad de flujo. Parece que realmente no están destinados a ser convertidos, aunque técnicamente puede hacerlo (como lo demuestran las otras respuestas aquí).

Este sitio web y este sitio web pueden serle útiles.

Actualizar:

Las otras respuestas aquí cubren muy bien la conversión.