Fuentes de Campo Magnetico - L.ampere 23

FÍSICA I Fuentes de Campo Magnético
FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO

1.
1. Introducción
.
2. Corrientes eléctricas como fuentes de campo magnético: Ley de Biot-Savart.
3. Fuerzas entre corrientes. Aplicación al caso de dos hilos conductores
Paralelos.
4. Flujo magnético.
5. Ley de Ampère. Aplicación al cálculo del campo magnético debido a distribuciones
de corriente sencillas.
BIBLIOGRAFÍA:.
-Serway-Jewett. "Física". Cap.22 . Vol 2. 3ª ed.
MIGUEL ÁNGEL MONGE

BEGOÑA SAVOINI
Introducción: Experimento de Oersted

1820: Hans Christian Øersted
observó una relación entre
electricidad y magnetismo
consistente en que cuando
colocaba la aguja de una brújula
cerca de un alambre por el que
circulaba corriente, ésta
experimentaba una desviación.
Este fue el nacimiento del
electromagnetismo
Electromagnetismo
“Los Campos Magnéticos se producen por el movimiento de Cargas”

Introducción
Experimento de Oersted
“Los Campos Magnéticos se producen por el movimiento de Cargas”

Aclaración sobre el nombre del campo magnético B
Hemos llamado por simplicidad campo magnético B, o simplemente campo B o campo

magnético, al campo responsable de la interacción magnética.
La denominación estricta del campo B es inducción magnética, para diferenciarlo
claramente de otros campos relacionados en presencia de medios materiales.
En este curso seguiremos refiriéndonos a B como
campo magnético B, siempre que no exista confusión.
Más adelante, cuando estudiemos los fenómenos
magnéticos en medios materiales estudiaremos la
diferencia entre la inducción magnética B y la
intensidad del campo magnético H.
Permeabilidad Magnética: Absoluta 𝑩

𝝁=
N 𝑯
𝝁0 = 4 π x10 − 7 ( 2)
A
Permeabilidad Magnética: Relativa
𝝁 = 𝝁r 𝝁0
Campo magnético creado por cargas en movimiento
Campo magnético creado por cargas puntuales en movimiento
El campo producido en r2 por una carga q moviéndose a una velocidad v es:
Siendo μ0 la constante de
permeabilidad magnética del vacío:
Una carga eléctrica produce un campo magnético solo si se encuentra en movimiento.

Campo magnético B producido por corrientes: Ley de Biot y Savart.
Campo magnético alrededor de un segmento de corriente en el punto P
La corriente eléctrica que circula por un cable es el resultado del movimiento cargas
eléctricas. Cada carga eléctrica moviéndose produce un campo magnético.
Un trozo de cable dl se
comporta como una
corriente rectilínea que
genera un campo dB
El campo magnético generado por la corriente es la

suma de todos los campos producidos por cada trozo
carga del cable. Se puede expresar en función de un
diferencial de corriente del cable Idl:
Para un segmento
de corriente 𝝁𝒐 𝑰
𝑩𝒑 = (𝒔𝒆𝒏 𝜶 + 𝒔𝒆𝒏 𝜷)
𝟒𝝅 𝑹
Campo B producido por corrientes: Ley de Biot-Savart
Regla de la mano derecha
Campo B producido por corrientes: Ley de Biot-Savart
Ejemplos: Calcule el campo magnético creado por una corriente rectilínea I
muy larga, a una distancia a de la corriente.
Introducción
Fuerza entre corrientes.
Ejemplo: Si tenemos dos corrientes paralelas I1 y I2 la corriente I1 crea un campo B1 en sobre el
cable con una corriente I2, La fuerza F que experimenta la corriente I2 en ese campo magnético es:
Z

B1 F   I2 dl2 B1
l1
R l2 Como la corriente y el campo es
constante, y el cable es rectilíneo:
 
X Y
I1 F I l B
I2
El campo magnético creado por cada hilo en el
otro es:
 o I1   o I 2 
B1  ( i ) B2  (i)
2 R 2 R
    o I1I 2 
F1  I 2 l2  B1  I 2l 2 B1sen  ( j)
2 2 R Por tanto, la fuerza que ejerce una corriente
sobre otra es:
     o I1I 2 
F2  I1 l1  B2  I1l1B2sen  j Igual en módulo y
2 2 R de sentido contrario
Fuerza entre corrientes.
Conclusión
Dos corrientes paralelas por las que circula una corriente experimentan una fuerza
de atracción si las corrientes circulan en el mismo sentido, mientras que si las
corrientes circulan en sentidos opuestos experimentan una repulsión.
El Amperio se definió a partir de este experimento como:
Un amperio es la intensidad de corriente que, circulando en el mismo sentido por dos

conductores paralelos muy largos separados por un metro, 1 m, producen una fuerza
atractiva 2×10-7 N por cada metro de conductor.
Campos Magnéticos creados
por diversas configuraciones
de Corriente
a) Campo magnético en
un conductor recto.
b) Campo Magnético
debido a una espira
circular plana
c) Campo Magnético en un
solenoide.
n= N/L = numero de
vueltas por metro
N = Numero de espiras
L = longitud del
solenoide
d) Campo magnético
creado por un Toroide.
Ley de Ampere
La ley de Ampere: La circulación del campo magnético a lo largo de una curva cerrada
es igual al producto de la constante µ0 por la suma de las intensidades que atraviesan cualquier
superficie limitada por la curva. El signo de la intensidad será positivo si cumple la regla de la
mano derecha al establecer el recorrido de la curva C, y negativo en caso contrario.
Ley de Ampere
Ejemplo: Calcule el campo B creado en un toroide (mediante ley de Ampere)

Ejemplo:
Tenemos un conductor muy largo (infinito) que esta doblado en Angulo recto (ver figura),
determinar el campo magnético B en el punto P.
Solución:
Analizamos en el punto P, si se experimenta un campo
magnético B de ambas trayectorias del conductor.
Bp = Bph + Bpv
a) El campo B en el punto P en la parte horizontal del

conductor será:
Bph = 0
b) El campo B en el punto P en la parte vertical del
Bpv= existe conductor tendremos “la mitad de campo magnético de
X un conductor infinito” (con dirección hacia dentro la hoja)
𝟏 𝝁𝒐𝑰 𝟏 𝝁 (𝟐𝑨)
Bpv= ( )= ( 𝒐 )=0.795 𝝁𝒐(A/m)
Bph = 0 𝟐 𝟐𝝅𝒂 𝟐 𝟐𝝅(𝟎.𝟐 𝒎)
Si:
Bpv=0.795 *𝟒𝝅 𝟏𝟎−𝟕 (𝑻𝒎/𝑨)(A/m)= 10 x 𝟏𝟎−𝟕 (𝑻)

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FÍSICA I Fuentes de Campo Magnético

FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO

-Serway-Jewett. "Física". Cap.22 . Vol 2. 3ª ed.

MIGUEL ÁNGEL MONGE

Introducción: Experimento de Oersted

“Los Campos Magnéticos se producen por el movimiento de Cargas”

“Los Campos Magnéticos se producen por el movimiento de Cargas”

Hemos llamado por simplicidad campo magnético B, o simplemente campo B o campo

Permeabilidad Magnética: Absoluta 𝑩

Una carga eléctrica produce un campo magnético solo si se encuentra en movimiento.

El campo magnético generado por la corriente es la

El Amperio se definió a partir de este experimento como:

Un amperio es la intensidad de corriente que, circulando en el mismo sentido por dos

Ejemplo: Calcule el campo B creado en un toroide (mediante ley de Ampere)

a) El campo B en el punto P en la parte horizontal del

Bpv=0.795 *𝟒𝝅 𝟏𝟎−𝟕 (𝑻𝒎/𝑨)(A/m)= 10 x 𝟏𝟎−𝟕 (𝑻)

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