Descubre el Magnetismo: Campos, Corrientes y Fuerzas
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Campo Magnético
El campo magnético es la región del espacio donde se manifiestan los efectos de los imanes y las corrientes eléctricas. A diferencia del campo electroestático, que es causado por cargas eléctricas en reposo, el campo magnético es originado por cargas en movimiento (corrientes eléctricas) y por imanes.
Imanes
Los imanes tienen la propiedad de atraer sustancias ferromagnéticas (hierro, acero, etc.). Poseen dos polos: Norte y Sur, separados por una zona sin actividad magnética. Entre polos del mismo nombre se produce repulsión, mientras que polos distintos se atraen.
Si un imán se parte, los pedazos obtenidos también son imanes.
Corriente Eléctrica
Se entiende por corriente eléctrica la cantidad de carga eléctrica que atraviesa un conductor por unidad de tiempo. Las cargas eléctricas que se desplazan a través del conductor se consideran, por convenio, como positivas, aunque en realidad los portadores de carga en los conductores son electrones (cargas negativas).
La unidad de intensidad de corriente en el Sistema Internacional (SI) es el Amperio (A), donde 1 A = 1 C/s.
Inducción Magnética
El papel que en el campo electroestático realiza la intensidad de campo eléctrico E, es realizado en el caso del campo magnético por el vector inducción magnética B. Las corrientes eléctricas y los imanes crean campos magnéticos a su alrededor, caracterizados por el valor de B.
La unidad en el SI de B es el Tesla (T), donde 1 T = 1 N/(A·m).
Líneas de Campo Magnético
Las líneas de campo magnético (ldf) son tangentes en cada punto a la dirección del vector B. Estas líneas son siempre cerradas (no existen monopolos magnéticos). Para el caso de un imán, parten del polo norte y terminan en el polo sur.
Ley de Biot-Savart: Campo Creado por un Conductor Rectilíneo
Fórmulas y Explicación
Desde un punto de vista vectorial, las ldf creadas por un hilo indefinido son círculos concéntricos al hilo, con su sentido indicado por la regla de la mano derecha: si el pulgar apunta en el sentido de la corriente que recorre el hilo, los otros cuatro dedos señalan el sentido de las ldf. Como el vector B es tangente en cada punto a las ldf, la situación será la que se indica en los dibujos.
Fuerza Ejercida sobre un Elemento de Corriente, Definición de Amperio
Supongamos un hilo indefinido L, recorrido por una intensidad de corriente I1, dispuesto en paralelo a otro y a una distancia r. Se dispone el elemento de corriente 2, caracterizado por su longitud L2 y por su intensidad de corriente I2 (fórmula).
Un Amperio es la intensidad de corriente que, circulando por un hilo recto indefinido y por un elemento de corriente de 1 metro de longitud, dispuesto paralelamente al primero, da lugar a una fuerza entre los conductores de 2x10-7 N (fórmula y dibujo con datos).
Interacción entre Conductores Paralelos
- Conductores rectilíneos y paralelos recorridos por corrientes del mismo sentido se atraen.
- Conductores rectilíneos y paralelos recorridos por corrientes de sentido opuesto se repelen.