Física: CAMPO MAGNÉTICO
1 CAMPO MAGNÉTICO.................................................................................................1 1.1INTRODUCCIÓN....................................................................................................1 1.2 GENERACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO.........................................................2 1.2.1 Campo magnético creado por una carga puntual:............................................2 1.2.2. CAMPO MARGNETICO CREADO POR UNA CORRIENTE ELECTRICA:............................................................................................................2 1.2.3. CAMPO CREADO POR UNA CORRIENTE RECTILÍNEA:......................3 1.2.5. CAMPO MAGNETICO CREADO POR UNA ESPIRA:..............................3
1 CAMPO MAGNÉTICO 1.1INTRODUCCIÓN La experiencia de Oersted, que puso de manifiesto los efectos magnéticos de la corriente eléctrica, estableció la relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos e inicio el estudio de una importante rama de la física, el electromagnetismo. Esta experiencia permitió establecer la relación entre cargas eléctricas e imanes. H.C. Oersted explicaba la corriente eléctrica a través de un conductor debajo del cual casualmente había una brújula; al hacer pasar corriente eléctrica por el hilo conductor, la brújula cambiaba su sentido y se colocaba perpendicular al conductor en vez de apuntar al norte. La conclusión era evidente: la corriente eléctrica se comporta como un imán, es decir provoca un campo magnético. La experiencia de Oersted y los experimentos posteriores de A.M AMPÉRE, J.H HENRY Y FARADAY dejaron claro que la electricidad y el magnetismo eran dos aspectos de un mismo fenómeno, el electromagnetismo. J.C MAXWEEL culminó estos estudios con sus famosas ecuaciones que son la síntesis de la teoría electromagnética.
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1.2 GENERACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO Todo aquello con carga o corriente eléctrica produce un campo magnético; por lo tanto analizaremos los distintos tipos:
1.2.1 CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CARGA PUNTUAL: Una carga eléctrica siempre produce un campo eléctrico, pero solo produce un campo magnético cuando esta en movimiento. El campo magnético, al contrario que el eléctrico no es central y sus líneas de campo son cerradas. Una carga,"q", que se mueve con una determinada velocidad,"v", produce a su alrededor un campo magnetico,"B", su valor en un punto,"P", cuya posición respecto de "q" (carga) está determinada por el vector "r", siendo Ur, su vector unitario, viene dado por la siguiente expresión: µ q·v ×U r : B= · 4π r2 µ q·v·sen α · y su modulo es: B = 4π r2
Siendo
α el ángulo que forma
v y r y µ el valor de la permeabilidad del medio.
1.2.2. CAMPO MARGNETICO CREADO POR UNA CORRIENTE ELECTRICA: EL caso más común de carga en movimiento es la corriente eléctrica; la intensidad de corriente mide la carga que pasa por un determinado punto en un espacio de tiempo. Con la ley de BIOT-SAVART obtenemos la expresión para medir el campo magnetico producido por un elemento finito de corriente: µ0 I ·dl × r µ0 B= · = 4π ∫L 4π r3
I ·dl × u r ∫L r 2
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1.2.3. CAMPO CREADO POR UNA CORRIENTE RECTILÍNEA: Utilizamos la ley de Biot-Savart para calcular el campo magnetico producido por una corriente eléctrica indefinida rectilínea dirigida verticalmente hacia arriba en un punto P de nuestro plano el valor del campo magnetico por lo tanto es:
B=
µ0 ·I 2·π·R
1.2.4. EXCELENTISIMA REGLA DE LA MANO DERECHA: El sentido de las líneas de campo magnetico, producido por una corriente eléctrica rectilínea viene dado por la regla del tornillo o la mano derecha: para que un tornillo avance en la dirección y sentido de la corriente, ha de girar en el sentido que indica el campo, por esto si ponemos nuestro pulgar en la dirección de la intensidad de corriente el resto de los dedos de la mano nos indica el sentido del campo magnético
1.2.5. CAMPO MAGNETICO CREADO POR UNA ESPIRA: Una espira es un circuito eléctrico cerrado que suele ser rectangular o circular. Ahora Calcularemos el campo magnetico producido por una espiral circular en su centro.
B=
µ0 ·I 2·R
Su dirección es perpendicular a la espira; el sentido lo obtenemos con la regla del tornillo, lo giraremos en la dirección de la corriente eléctrica. Las líneas de campo salen por una cara de la espira, cara norte, y entran por la otra, cara sur.
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