Unidad 6 El Campo Magnético

Objetivos Propiedades de los imanes. Propiedades del campo magnético. Ecuación de la fuerza magnética. Campo magnético alrededor de un alambre por el que circula corriente eléctrica. Regla de la mano derecha para encontrar la dirección de las líneas de campo. Campo magnético para conductores rectilíneos, espiras y bobinas. Electroimanes.

Campo magnético terrestre

Campos magnéticos debidos a corrientes eléctricas En un principio se consideró que la electricidad y el magnetismo eran independientes. Sin embargo, Hans C. Oersted demostró lo contrario al experimentar utilizando una brújula y un alambre mediante el cual hizo circular corriente eléctrica, colocó la brújula de tal manera que estuviera orientada en dirección perpendicular a la del alambre conductor, hizo circular una corriente eléctrica y observo que la brújula se movia.

Campos magnéticos debidos a corrientes eléctricas

Campo magnético producido por una corriente eléctrica Por el experimento de Oersted podemos decir que una corriente eléctrica produce un campo magnético a su alrededor.

Campo magnético producido por una corriente eléctrica La relación que expresa la relación de la fuerza magnética debida a una corriente eléctrica que circula por un conductor rectilíneo es: F = I L B I= Intensidad de corriente eléctrica L=Longitud del conductor B=Intensidad de campo magnético

Campo magnético producido por una corriente eléctrica En el caso de que la dirección de la corriente eléctrica forme un ángulo con la dirección del campo, la fuerza magnética F que actúa sobre la corriente será: F = I L B senθ

ejemplos Un conductor rectilíneo mide 0.05 m de largo y a través de él circula una corriente eléctrica con una intensidad de 1000 mA. El conductor se encuentra dentro de un campo magnético uniforme de 10 T en dirección perpendicular al conductor. ¿Cuál es la fuerza magnética que actúa sobre el conductor? Resuelve el ejemplo anterior, pero considera que la corriente forma un ángulo de 25° con la dirección del campo magnético.

Regla de la mano derecha El sentido del campo magnético alrededor de un conductor se puede determinar de la siguiente manera: Se toma el conductor con la mano derecha extendida, de modo que el dedo pulgar apunte en el mismo sentido que la corriente. Los otros dedos se aproximan hacia el dedo pulgar a fin de apuntar en la dirección en la que se encuentra el campo magnético.

Regla de la mano derecha

Regla de la mano derecha La intensidad del campo magnético varía de acuerdo con la distancia r a la que se encuentre el conductor. La siguiente ecuación permite determinar el valor de B en Teslas, siempre y cuando la distancia r se exprese en metros y la intensidad de corriente eléctrica en amperes: B= (10-7 TmsC-1)s I/r

Espira circular Para una corriente eléctrica circular, como la que pasa a través de una espira, el campo magnético producido está constituido por líneas de fuerza cerradas que rodean a la corriente y no son circulares, el sentido del campo magnético se puede determinar con la regla de la mano derecha. B = (10-7TmsC-1)2 π I/r

Espira circular

Espira circular

solenoide Para una corriente eléctrica que circula por varias espiras circulares paralelas, el campo magnético producido es resultado de la combinación de los campos magnéticos generados por cada una de las espiras. B = (10-7TmsC-1)4 π N I/L

solenoide

ejemplos ¿cuál es la intensidad del campo magnético producido por una corriente rectilínea de 8 A a una distancia de 0.05 m de ella? Por una espira de radio de 0.05 m, circula una corriente eléctrica con una intensidad de 10 A, ¿cuál es la intensidad del campo magnético en el centro? Por un solenoide de 20 espiras con una longitud de 0.5 m circula una corriente eléctrica con una intensidad de 10 A, ¿cuál es la intensidad del campo magnético en el centro?

ejemplos A través de una espira circular de radio 0.5 m, circula una corriente eléctrica con una intensidad de 10-2 A, ¿cuál es la intensidad del campo magnético en el centro? ¿Cuál es la intensidad del campo magnético producido por una corriente rectilínea de 10 A a una distancia de 0.01 m de ella? A través de un solenoide de 25 espiras con una longitud de 0.12 m circula una corriente eléctrica con una intensidad de 0.10 A. ¿Cuál es la intensidad del campo magnético en el centro?

electroimán Al hacer circular corriente eléctrica a través de un alambre enrollado y que está formado por un cierto número de espiras (solenoide), se forma a su alrededor un campo magnético cuya intensidad dependerá del número de espiras, de la intensidad de la corriente eléctrica y de la longitud del solenoide. Cuando introducimos una pieza de hierro dentro del solenoide y se hace circular corriente eléctrica a través del alambre, se induce un campo magnético en el hierro y se produce un campo magnético más intenso, formando un electroimán.

electroimán

electroimán