El experimento de Oersted demostró que una
carga eléctrica en movimiento, o una corriente, originan un campo magnético en
el espacio que la rodea. Hasta ahora hemos estudiado la fuerza que ese tipo de
campo ejercerá sobre un segundo conductor por el que circula corriente o una
carga en movimiento en el campo. A continuación se empezara a calcular los
campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas. Primero hay que
examinar la densidad de flujo que rodea a un conductor largo o recto que
transporta una corriente constante. Si se esparcen limaduras de hierro sobre el
papel que rodea al conductor, se alinearan en círculos concéntricos alrededor
del conductor, una investigación similar del área que rodea al conductor con
una brújula magnética ratificara que el campo magnético es circular y que esta
dirigido en el sentido del avance de las manecillas del reloj, como se ve a lo
largo de la dirección de la corriente convencional (positiva). Ampere ideo un
método conveniente para determinar la dirección del campo que rodea a un
conductor recto, que recibió el nombre de regla del pulgar de la mano derecha.
Si el conductor se toma con la mano derecha de
modo que el pulgar apunte en la dirección de la corriente convencional, los de
mas los demás dedos que sujetan al conductor
indicaran la dirección del campo magnético.
La inducción magnética, o densidad de flujo,
una distancia perpendicular d de un conductor largo y recto por el que circula
una corriente I, se puede calcular a partir de
B= MI/2 ∏r
Donde M es la permeabilidad del medio que
rodea al conductor. En los casos especiales del vacio, el aire y los medios no
magnéticos, la permeabilidad M₀ es
M₀=4∏ x 10-⁷ T . m/A
Cuando se usa esta constante con la ecuación,
es necesario que la corriente este en amperes, el campo en teslas y la
distancia desde el conductor en metros.
Ejemplo
Determine el campo magnético B en el aire a
una distancia de 5 cm de un alambre largo que circula a una corriente de 8 A.
Plan: La magnitud del campo se calcula a
partir de la ecuación, y la dirección se determina por la regla del pulgar de
la mano derecha.
Solución: Al sustituir r = 5cm = 0.005m e I =
8A, obtenemos
B=
M₀I/2∏R = (4∏X 10-⁷ T . m/A)(8A) / 2∏(0.05M)
B= 3.2 x 10-⁵ T
Si el medio que rodea no es el aire o un
vacío, se debe considerar que la permeabilidad defiere de M₀.
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