ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO PRESENTACIONES DE LAS SECIONES DE TALLER

LEY DE AMPERE La ley de Ampère, modelada por André-Marie Ampère en 1826, relaciona un campo magnético  estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria. La circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno. El campo magnético es un campo vectorial con forma circular, cuyas líneas encierran la corriente. La dirección del campo en un punto es tangencial al círculo que encierra la corriente.

El flujo del campo magnético Φm a través de una superficie se define: donde dS es un vector perpendicular a la superficie en cada punto. Como las líneas del campo magnético son cerradas (no existen monopolos), el flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo:

La ley que nos permite calcular campos magnéticos a partir de las corrientes eléctricas es la Ley de Ampère: La integral del primer miembro es la circulación o integral de línea del campo magnético a lo largo de una trayectoria cerrada, y: μ0 es la permeabilidad del vacío dl es un vector tangente a la trayectoria elegida en cada punto IT es la corriente neta que atraviesa la superficie delimitada por la trayectoria, y será positiva o negativa según el sentido con el que atraviese a la superficie.

 Las líneas del campo magnético tendrán el sentido dado por la regla de la mano derecha para la expresión general del campo creado por una corriente:

Para aplicar la ley de Ampère se utiliza por tanto una circunferencia centrada en el hilo de radio r. Los vectores y dl son paralelos en todos los puntos de la misma, y el módulo del campo es el mismo en todos los puntos de la trayectoria. La integral de línea queda:

Capacitores Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.

Capacitores La diferencia de potencial entre estas placas es igual a: V = E * d  Ya que depende de la intensidad de campo eléctrico y la distancia que separa las placas. También:  V =q / e * d siendo q carga por unidad de superficie y d la diferencia entre ellas.

Campo magnético al interior de una espira o solenoide. Si suponemos que el solenoide es muy largo y estrecho, el campo es aproximadamente uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide, y es nulo fuera del solenoide. En esta aproximación es aplicable la ley de Ampère. El primer miembro, es la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado, y en el segundo miembro el término se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.

Para determinar el campo magnético, aplicando la ley de Ampère, tomamos un camino cerrado ABCD que sea atravesado por corrientes. La circulación es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.

Circulación del campo magnético. Circulación de campo magnético se obtiene experimentalmente que:

Ahora se analiza cada una de las contribuciones a la circulación: Como vemos en la figura la contribución a la circulación del lado AB es cero ya que    y   son perpendiculares, o bien   es nulo en el exterior del solenoide. Lo mismo ocurre en el lado CD. En el lado DA la contribución es cero, ya que el campo en el exterior al solenoide es cero. En el lado BC, el campo es constante y paralelo al lado, la contribución a la circulación es Bx, siendo x la longitud del lado. La corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD se puede calcular fácilmente: Si hay N espiras en la longitud L del solenoide en la longitud x habrá Nx/L  espiras por las que circula una intensidad I. Por tanto, la ley de Ampère se escribe para el solenoide.