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CAP 7. FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO (Emilio Ayala Alvear - P5 - FEM) -…
CAP 7. FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO (Emilio Ayala Alvear - P5 - FEM)
CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR CARGAS PUNTUALES EN MOVIMIENTO
Cuando una carga puntual "q" se mueve con velocidad "v", se produce un campo magnético "B" en el espacio dado por:
En donde "r" es un vector unitario que apunta desde la carga "q", que se mueve con velocidad "v", al punto del campo P (de observación del campo)
"µ subcero" es una constante de proporcionalidad llamada "Permeabilidad del espacio libre", de valor:
CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR CORRIENTES ELÉCTRICAS
LEY DE BIOT Y SAVART
El campo magnético "dB" producido por un elemento de corriente "I dL" viene dado por la siguiente ecuación, sustituyendo "qv" por "I dL":
Esta ley es análoga a la ley de coulomb correspondiente al campo eléctrico creado por una carga puntual.
El campo magnético debido a la corriente total que circula por un circuito puede calcularse utilizando la ley de Biot y Savart para calcular el campo debido a cada elemento de corriente y después sumando (integrando) para todos los elementos de corriente del circuito.
DEBIDO A UNA ESPIRA DE CORRIENTE
Elemento de corriente "I dL" de una espira de corriente de radio "R" y el vector unitario "r" dirigido desde el elemento al centro de la espira.
DEBIDO A UNA CORRIENTE EN UN SOLENOIDE
Un solenoide es un alambre enrollado en forma de una hélice de espiras muy próximas entre sí
Este se usa para producir un campo magnético intenso y uniforme en la región rodeada por sus espiras.
El campo magnético de un solenoide es esencialmente el de una serie de N espiras idénticas situadas unas junto a otras.
FUERZA MAGNÉTICA ENTRE DOS CONDUCTORES PARALELOS
DEFINICIÓN DE AMPERE
El ampere es aquella corriente constante que si se mantiene en dos conductores rectos y paralelos de longitud infinita y sección transversal circular despreciable, situados en el vacío con una separación de un metro, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10^7 newtons por metro de longitud.
Dos conductores rectilíneos y largos, portadores de corrientes paralelas. El campo magnético "B1" debido a la corriente "I1" es perpendicular a la corriente "I2"
La fuerza que actúa sobre la corriente "I2" está dirigida hacia la corriente "I1".
Existe una fuerza igual y opuesta ejercida por la corriente "I2" sobre "I1". Las corrientes, por lo tanto, se atraen mutuamente
LEY DE GAUSS PARA EL MAGNETISMO
El flujo neto del campo a través de cualquier superficie cerrada "S" es siempre cero.
Siendo "Bn" la componente de "B" normal a la superficie "S" en el elemento de Área "dA".
Es la afirmación matemática de que no existen puntos en el espacio a partir de los cuales las líneas de campo divergen, o puntos en los cuales las líneas convergen.
Es decir, los polos magnéticos aislado no existen.
LEY DE AMPÉRE
LIMITACIONES DE LA LEY DE AMPÉRE
La ley de Ampére es útil para calcular el campo magnético sólo cuando se trata de una corriente estacionaria y existe un alto grado de simetría.
Esta relaciona la integral de línea de la componente tangencial "Bt" alrededor de una curva cerrada "C" con la corriente "Ic" que atraviesa la superficie limitada por dicha curva
Esta relación puede utilizarse para obtener una expresión del campo magnético en situaciones con un alto grado de simetría.
Por lo tanto, en forma matemática, la ley de Ampére es:
