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FUENTES DEL CAMPO MAGNETICO CAMPO MAGNETICO DE UN CONDUCTOR RECTILÍNEO El campo magnético B de una corriente rectilínea es descrito por líneas de inducción circulares centradas en la posición de la corriente y contenidas en planos perpendiculares al conductor. El sentido del campo magnético se determina por la regla de la mano derecha (RMD): tomar el conductor con la mano derecha de modo que el pulgar Figura Líneas de inducción de la corriente de un conductor muy largo. Se indique el sentido de la corriente, los otros muestra la RMD. dedos indican el sentido del campo magnético, como se muestra. La intensidad del campo magnético B en un punto a una distancia r de la corriente es: B Donde 0 = 4 107 N A2 = 4 107 μ0 I 2πr T- m , se llama permeabilidad magnética del A vacío, que se mide experimentalmente. En la mayoría de materiales la permeabilidad magnética es aproximadamente 0 Fuerza entre corrientes paralelas Dos conductores muy largos paralelos con corrientes I e I’, en el mismo sentido, se encuentran separados una distancia r. Calcule la fuerza por unidad de longitud en cada conductor. Solución El campo magnético B creado por la corriente I en la posición de I es: B μ0 I 2π r . La fuerza magnética sobre un segmento de longitud L, debida a B es: F = I L B sen90° = IL luego, la fuerza por unidad de longitud es: F μ0 I I L 2π r μ0 I 2π r . Atractiva DEFINICIÓN DE AMPERE Con el ejemplo anterior estamos en condiciones de definir formalmente la unidad de intensidad de corriente: el ampere. “Si por dos conductores rectos muy largos separados una distancia de 1 m circulan corrientes iguales, se define la corriente en cada uno de ellos como de 1 ampere si la fuerza por unidad de longitud sobre cada conductor es 2107 N/m”. CAMPO MAGNÉTICO DEBIDO A UNA ESPIRA CIRCULAR Considere un conductor circular con corriente de radio r como el mostrado en la figura 13.26. Observe que las líneas cerradas que rodean a la corriente, no son circulares. La dirección del campo magnético B se obtiene aplicando la regla de la mano derecha. La intensidad del campo magnético en general es muy compleja, sin embargo, en el centro de la espira la expresión es sencilla: B μ0 I 2r Campo B de una espira circular, se indica la RMD. La espira circular produce un campo magnético equivalente a la de un pequeño imán perpendicular al plano de la espira. (colocar un dibujo) Ejemplo 13.8 Por un aro de platino (Dilatac. = 4103 /°C) de radio R0 a temperatura ambiente, circula una corriente 0. ¿En qué porcentaje disminuye el campo magnético en el centro, cuando la temperatura del aro se incrementa en 500 °C, si la corriente no varia? Solución A temperatura T0, el campo magnético en el centro es B0 0 Ι 0 , 2R0 a la temperatura T = T0 + T, el radio del aro es: R = R0(1 + T) = R0(1 + 4103 500) = 3R0, y el campo magnético en el centro es: B 0 Ι 0 Ι Ι B 0 0 0 0 0, 2R 23R0 32 R0 3 luego el porcentaje es B0 B0 B B0 3 100% 100% 67% . B0 B0 El signo negativo se interpreta como reducción del campo magnético. CAMPO MAGNÉTICO DE UN SOLENOIDE Se denomina solenoide al sistema formado por varias espiras paralelas recorridas por la misma corriente ,Observe que en el exterior prácticamente se anulan las líneas de B, y en el centro se refuerzan paralelamente al eje del solenoide produciendo un campo uniforme, cuya intensidad es: B μ0 N I μ0 nI L L Campo B de un solenoide. Se muestra la RMD. donde N = número de espiras; L = longitud del solenoide; n = número de espiras por unidad de longitud. Un solenoide se considera ideal si L D , siendo D = diámetro del solenoide. Ejemplo Se construye un solenoide con espiras muy juntas (R = 2 cm) con una longitud de alambre = 50 m de alambre y de sección = 1 mm de radio. Si la corriente en el alambre es 2 A, calcule el campo magnético en el centro del solenoide. (0 = 4 107 Tm/A) Solución El número de espiras: N = N l vuelta Longitud del alambre Perímetro de una vuelta 60 π 1 500 vueltas 2π0,02 La longitud del solenoide es: L = N (2r) = 1 500 (2 0,001) = 3 m El campo en el centro del solenoide es dado por: . B μ0 N 1500 Ι 4 π 10 7 2 4 π 10 4 T L 3