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TAREA No 3 CORRIENTE ELÉCTRICA Y LEY DE AMPERE
1. ¿Qué es un Amperio?
El amperio es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos
conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular
despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría
una fuerza igual a 2 × 10−7 newton por metro de longitud.
El amperio es una unidad básica, junto con el metro, el segundo, y el kilogramo. Es
definido sin referencia a la cantidad de carga eléctrica. La unidad de carga, el
culombio, es definido, como una unidad derivada, es la cantidad de carga desplazada
por una corriente de un amperio en el tiempo de un segundo.
Como resultado, las corrientes eléctricas también son el tiempo promedio de cambio o
desplazamiento de cargas eléctricas. Un amperio representa el promedio de un
culombio de carga por segundo.
2. ¿Cuántos electrones se necesitan para tener un amperio?
1𝐴 es la razón de 1𝐶 por segundo. Así, el número de electrones necesarios en un
segundo para tener el amperio, es
1𝐶 =
1𝑒
= 6,24 × 1018 electrones
1,6 × 10−19 𝐶
3. ¿Qué es un Tesla, un Gauss?
El Tesla se define como una inducción magnética uniforme que, repartida
normalmente sobre una superficie de un metro cuadrado, produce a través de esta
superficie un flujo magnético total de un weber. Esta es la unidad oficial del SI para
medir el campo magnético.
Por otro lado, el Gauss es otra medida que se usa con frecuencia, dado que por esta se
identifican fácilmente algunos valores relevantes de campo magnético : El campo
magnético terrestre es de 0,5 gauss, un pequeño imán 100 gauss, un pequeño imán de
neodimio tiene cerca de 2.000 gauss y un gran electroimán 15.000 gauss.
Un Gauss equivale a 10−4 𝑇
4. ¿Qué es un dispositivo denominado inductor (también conocido como bobina o
filtro)?, describa sus características.
Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al
fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.
Una característica interesante de los inductores es que se oponen a los cambios
bruscos de la corriente que circula por ellas.
Esto significa que a la hora de modificar la corriente que circula por ellos (ejemplo: ser
conectada y desconectada a una fuente de alimentación de corriente continua), esta
intentará mantener su condición anterior.
Este caso se da en forma continua, cuando una bobina esta conectada a una fuente de
corriente alterna y causa un desfase entre el voltaje que se le aplica y la corriente que
circula por ella.
En otras palabras:
“La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra los
cambios
en la corriente a través de él, generando un voltaje que se opone al
voltaje aplicado
y es proporcional al cambio de la corriente.”
http://www.unicrom.com/Tut_bobina.asp
5. Calcule el campo magnético producido por una corriente de 1 A que corre por un
alambre recto a un milímetro del mismo. De su respuesta en Teslas y Gauss
Por la ley de Ampere, tenemos que
−7 𝑇𝑚
𝜇0 𝐼 4𝜋 × 10
𝐴 ∗ 1𝐴 = 2 × 10−4 𝑇 = 2 𝐺𝑎𝑢𝑠𝑠
𝐵=
=
2𝜋𝑟
2𝜋 ∗ 0,001𝑚
6. Cuál es la intensidad del campo geomagnético, en Teslas y Gauss.
Tal como se comentó en el punto 4, tenemos que
𝐵𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒 = 0,5 𝐺𝑎𝑢𝑠𝑠 = 0,5 × 10−4 𝑇
7. Calcule el campo magnético en el interior de una bobina. Considere: el cilindro
de la bobina 10 cm de longitud y 4 cm de diámetro, con 100 espiras y otro con 10000
espiras y I=100mA
Aplicando la ley de Ampere (variante para bobinas)
𝜇0 𝑁𝐼 4𝜋10
𝐵1 =
=
𝑙
𝜇0 𝑁𝐼 4𝜋10
𝐵2 =
=
𝑙
𝑇𝑚
𝐴 ∗ 100 ∗ 0,1𝐴 = 4𝜋10−5 𝑇
0,1𝑚
𝑇𝑚
𝐴 ∗ 10000 ∗ 0,1𝐴 = 4𝜋10−3 𝑇
0,1𝑚
−7
−7