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Transcript
NM4
MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN
CAMPO MAGNÉTICO
EN 1820
OERSTED DESCUBRIÓ EL EFECTO
MAGNÉTICO DE UNA CORRIENTE
ELÉCTRICA, CUANDO AL TRABAJAR CON
CIRCUITOS ELÉCTRICOS SE DIO CUENTA
QUE UNA BRÚJULA CAMBIÓ SU
ORIENTACIÓN AL PASAR SOBRE ELLA UN
ALAMBRE PORTADOR DE CORRIENTE
ELÉCTRICA.
EFECTO MAGNÉTICO DE LA CORRIENTE
EFECTO
OERSTED
(1820)
NM4
i
UN ALAMBRE CONDUCTOR QUE PORTA
UNA CORRIENTE ELÉCTRICA GENERA
EN SU ENTORNO UN CAMPO
MAGNÉTICO CUYAS LÍNEAS DE
INDUCCIÓN FORMAN ANILLOS
CIRCULARES CONCÉNTRICOS EN
TORNO AL ALAMBRE
DIRECCIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO:
LA TANGENTE A LA LÍNEA DE
INDUCCIÓN EN CADA PUNTO
SENTIDO DEL CAMPO MAGNÉTICO:
SE APLICA REGLA DE LA MANO DERECHA
O “REGLA DE AMPERE”
LA MANO
DERECHA
REGLAREGLA
DE LA DE
MANO
DERECHA
O
O REGLA DE AMPERE
REGLA DE AMPERE
NM4
SENTIDO DEL CAMPO MAGNÉTICO
DETERMINACIÓN
DEL SENTIDO DEL
CAMPO MAGNÉTICO
GENERADO POR UNA
CORRIENTE, APLICANDO LA “REGLA
DE LA MANO
DERECHA” O REGLA
DE AMPERE
i
NM4
INTENSIDAD DEL CAMPO B
Depende de:
1) El medio en que se encuentra el
conductor: permeabilidad magnética
(constante característica de cada medio)
En el vacío: μ0 = 4 · 10 -7 (T · m/A).
2) La intensidad i de la corriente que circula
por el conductor.
3) La distancia r al conductor.
NM4
INTENSIDAD DEL CAMPO B
Intensidad de B es:
1. Directamente proporcional a la
intensidad de la corriente i
2. Inversamente proporcional a
la distancia ( r ) al conductor
B(i/r)
NM4
Representación gráfica de la intensidad B en
función de la intensidad de la corriente
B
B  i
i
NM4
Representación gráfica de la intensidad B
en función de la distancia al conductor.
NM4
INTENSIDAD DEL CAMPO B
SE CONVIERTE LA PROPORCIONALIDAD
EN UNA IGUALDAD INTRODUCIENDO LA
CONSTANTE “µo / 2”
LUEGO:
B = µo i / 2 r
DONDE:
µO = 4 x 10-7 [ T m / A ]: PERMEABILIDAD
MAGNÉTICA EN EL
VACÍO
NM4
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO POR
UNA CORRIENTE ELÉCTRICA
Sentido de
la corriente
Líneas de
Inducción
Propiedades
del campo
magnético
NM4
LEY DE AMPÈRE
El Campo Magnético creado
por un conductor rectilíneo
puede escribirse como:
El primer miembro se denomina “circulación del
vector B a lo largo de la circunferencia”
AMPÈRE demostró que la expresión
anterior es válida para cualquier
línea cerrada que englobe una o
más corrientes, y enunció:
“La circulación de B a lo largo de una
línea cerrada es igual a 0 veces la
intensidad de la corriente o corrientes
encerradas por ella”
NM4
LEY DE AMPÈRE
DIRECCIÓN DE B ES TANGENTE A
CADA LÍNEA DE INDUCCIÓN
NM4
PROBLEMA NUMÉRICO
Un conductor rectilíneo muy largo es
recorrido por una corriente de 5 A.
Determinar la Intensidad del Campo
Magnético en un punto que dista 2 cm
del conductor
¿Cuál será el valor de B a 1cm del
conductor? ¿Y a 4 cm?
¿Cuál será el valor de B a 2cm del
conductor si I =10A? ¿Y si I=1A?
NM4
CORRIENTES POR
CONDUCTORES PARALELOS
B=
NM4
CORRIENTES POR
CONDUCTORES PARALELOS
SI SE OBSERVA DESDE ABAJO…
¿QUÉ TIPO DE FUERZA
SE MANIFIESTA ENTRE
LOS CONDUCTORES?
NM4
FUERZA MAGNÉTICA ENTRE
CONDUCTORES PARALELOS
El conductor 1 genera el
campo B1 en un punto por
donde pasa el conductor 2
Como el campo B1 es perpendicular al conductor 2
ejerce sobre él la fuerza F1-2
De forma análoga el campo B2, generado por el
conductor 2 en un punto del conductor 1, ejerce
sobre este último la fuerza F2-1
SI LAS CORRIENTES TIENEN EL
MISMO SENTIDO, LAS FUERZAS
ENTRE LOS CONDUCTORES SON DE
ATRACCIÓN
¿Y si las corrientes fueran opuestas?
NM4
FUERZA MAGNÉTICA ENTRE
CONDUCTORES PARALELOS
CORRIENTES
DE IGUAL
SENTIDO
CORRIENTES
DE DISTINTO
SENTIDO
NM4
FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN
CONDUCTOR RECTILINEO
FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN
CONDUCTOR RECTILINEO
FUERZA MAGNÉTICA SOBRE CONDUCTOR
i
NM4
F
FUERZA MAGNÉTICA SOBRE CONDUCTOR
F
-+
+NM4
i
INTENSIDAD DE LA FUERZA MAGNÉTICA
F SOBRE UN CONDUCTOR
DEPENDE DE:
 La intensidad i de la corriente
circulante. ( F  i )
 La Longitud l del tramo del
conductor al interior del campo B.
( Fl)
 La intensidad del campo B. ( F  B )
NM4
INTENSIDAD DE LA FUERZA MAGNÉTICA
F SOBRE UN CONDUCTOR
DE MODO QUE:
F=i(l x B)
Escalarmente:
F = i l B sen 
Si el conductor es  a B:
F=il B
NM4
CAMPO MAGNÉTICO DEBIDO A UNA
CORRIENTE CIRCULAR
La Intensidad del Campo Magnético en el
centro de la espira circular de radio R por
la que circula una corriente I, está dada
por:
NM4
CAMPO MAGNÉTICO DEBIDO
A UN SOLENOIDE
EL CAMPO
EXTERNO
ES NULO
La Intensidad del Campo Magnético B en
el interior del solenoide de longitud L,
formado por N espiras cuando circula una
corriente i, está dada por:
NM4
CAMPO MAGNÉTICO DEBIDO
A UN TOROIDE
EL CAMPO EXTERNO
PUEDE
CONSIDERARSE NULO
Un TOROIDE es un conjunto de
espiras arrolladas a un núcleo de
Hierro en forma de anillo (“anillo
toroidal”)
Las líneas de fuerza del campo magnético
son circulares y la Intensidad del campo es
prácticamente igual en todos los puntos
interiores.
NM4
CAMPO MAGNÉTICO DEBIDO
A UN TOROIDE
Para un TOROIDE de radio medio R
por el que circula una corriente I,
en su interior, la Intensidad del
Campo Magnético B, está dado
por:
NM4