CAMPOS MAGNETICOS PRODUCIDOS POR UNA CORRIENTE

una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético al observar que una aguja imantada, colocada cerca de un conductor rectilíneo, se desvía de su posición de equilibrio norte-sur cuando por el conductor circula una corriente. Ello se debe a que esta última genera un campo magnético que interactúa con la aguja. Oerested encontró que la desviación de la aguja variaba de sentido cuando se invertía el sentido de la corriente, y mas tarde se pido determinar gracias a la contribución de Ampere, que el polo norte de la aguja imantada se desvía siempre hacia la izquierda de la dirección que lleva la corriente.

El campo magnético producido puede analizarse para su estudio como si se tratara del campo creado por un imán, de tal manera que sea posible obtener su espectro y observar sus defectos.

Campo magnético producido por un conductor recto.

 Para estudiar como es el campo magnético producido por un conductor recto en el cual circula una corriente eléctrica se procede de la siguiente manera: se atraviesa el conductor rectilíneo, con un cartón horizontal rígido. En el momento en    que circula la corriente por el conductor, se espolvorea al cartón con limaduras de hierro y se observa que estas forman circunferencias concéntricas con el alambre. La regla de Ampere nos señala el sentido de las líneas de fuerza, pero también podemos aplicar la regla de la mano izquierda: como la dirección del campo magnético depende del sentido de la corriente, se toma al conductor recto con la mano izquierda con el pulgar extendido sobre el conductor, este debe señalar el sentido en el que circula la corriente eléctrica y los cuatro dedos restantes indicaran el sentido del campo magnético.

Para determinar cual es el valor de la inducción magnética o densidad de flujo magnético (B)  a una cierta distancia d de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente I, se aplica la siguiente expresión:

B = _µI_

2πd

Donde:

B= inducción magnética o densidad de flujo magnético en un punto determinado perpendicular al conductor, se mide en teslas (T)

µ= permeabilidad del medio que rodea al conductor, se expresa en Tm/A

I= intensidad de la corriente que circula por el conductor, su unidad en el SI es el ampere (A)

D= distancia perpendicular entre el conductor y el punto considerado, se mide en metros (m)

Nota: Cuando el medio que rodea al conductor es no magnético o aire, la permeabilidad se considera como si se tratara del vacío, por lo tanto: µ=µo=4π x 10^-7 Tm/A.

De acuerdo con la ecuación anterior se deduce que la intensidad de la corriente es directamente proporcional a la densidad del flujo y la distancia perpendicular del conductor es inversamente proporcional a la densidad del flujo.

Campo magnético producido por una corriente rectilínea indefinida de sección circular.

Apliquemos la ley de Ampère a una corriente rectilínea indefinida uniformemente distribuida en su sección y que circula a lo largo de un cilindro radio interior a.

1. La dirección del campo magnético en el punto P es perpendicular al plano determinado por el eje de la corriente cilíndrica y el punto P, es decir, tangente a la circunferencia de radio r con centro en el eje y que pasa por el punto P.
    
2. La simetría de la distribución de corrientes nos indica que el camino cerrado que tenemos que elegir es una circunferencia de radio r, centrada en el eje del cilindro y situada en una plano perpendicular al mismo. La circulación del campo magnético B a lo largo de dicha circunferencia tiene la misma expresión que para la corriente rectilínea
B·2p r

3. Vamos a calcular ahora la intensidad que atraviesa la circunferencia de radio r (en color azul) en los dos casos siguientes.

• r<a

4.-Como vemos en la figura, la intensidad que atraviesa la circunferencia de radio r<Res una parte de la intensidad total i.

5.-Aplicando la ley de Ampère

• r>a

4.-La intensidad que atraviesa la circunferencia de radio r>R es i

5.-Aplicando la ley de Ampère

Campo magnético producido por un solenoide

            Un solenoide se obtiene al enrollar un alambre en forma helicoidal (acción llamada devanar). Cuando una corriente circula a través del solenoide, las líneas de fuerza del campo magnético generado se asemejan al campo producido por un imán en forma de barra. En su interior las líneas de fuerza son paralelas y el campo magnético es uniforme. Para determinar cual es el polo norte de un solenoide se aplica la regla de la mano izquierda: se coloca la mano izquierda en tal forma que los cuatro dedos señalen el sentido en el que circula la corriente eléctrica y el dedo pulgar extendido señalará el polo norte del solenoide. 

Para calcular el valor de la inducción magnética o densidad de flujo B en el interior de un solenoide, se utiliza la expresión matematica: 

B = NµI

       L

Donde:

B = inducción magnética en el interior de un solenoide, se mide en teslas (T)

N = número de vueltas o espiras

µ = permeabilidad del medio en el interior del solenoide, se expresa en Tm/A

I = intensidad de la corriente calculada en amperes (A)

L = longitud del solenoide medida en metros (m)

informacion recopilada de: https://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/.../r37505.DOC y http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_magnetico/ampere/ampere.htm#Campo magnético producido por una corriente rectilínea indefinida de sección circular