Campo Magnético creado por una Corriente Rectilínea

2013

Campo Magnético
Creado por una
Corriente Rectilínea

[CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE
RECTILÍNEA] 21 de mayo de 2013

Objetivo:
Estudio de la dependencia con la distancia y la intensidad de corriente del campo
magnético creado por una corriente recta indefinida.

Materiales:
Generador de corriente alterna, teslámetro, sonda Hall de campo magnético axial,
cables deconexión, conductores de corriente, transformador de corriente, barra de
soporte, regla, amperímetro de corriente alterna, medidor de corriente secundaria.

Fundamento Teórico:
La conexión entre electricidad y magnetismo fue descubierta en 1820 con la
experiencia de Oersted. Oersted pudo ver como la aguja imantada de una brújula
realizaba una gran oscilación, hasta colocarse a 90º de un hilopor el que circulaba una
corriente eléctrica, y como al invertir el sentido de la corriente la aguja cambiaba de
sentido de sentido, descubriendo así que existía una relación entre la electricidad y el
magnetismo.
A partir de la ley de Biot y Savart, podemos conocer la expresión que relaciona el
campo magnético generado por un elemento de corriente en un punto del espacio.

Los elementosque encontramos en esta expresión física son:
 µ0 el cual es la permeabilidad magnética del aire o vacío.

Es el elemento de corriente.
 µr es un vector unitario con dirección y sentido del vector que une el
elemento de corriente y el punto donde queremos obtener el campo
magnético.

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| Física II

[CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE
RECTILÍNEA] 21 de mayo de 2013

Por loque, si deseamos estudiar la dependencia con la intensidad de corriente
y la distancia, del campo magnético creado por una corriente recta indefinida,
tendremos que saber antes la expresión con la que calcular dicho campo
magnético.
Para calcula el campo magnético, deberemos integrar la expresión física de la
ley de Biot y Savart a lo largo de todo el conductor. Primero deduciremos laexpresión para una corriente finita para poder basarnos en esta y así hallar el
de una corriente infinita.

Haciendo los siguiente cambios,

La expresión quedaría de la forma:

Para un conductor recto indefinido los ángulos Ѳ1 y Ѳ2 forman

rad. con el

conductor. Como es obvio, nuestro conductor no es infinito, sin embargo, si la
distancia entre el conductor y P es insignificante comparado conla longitud del
conductor, conseguimos que se comporte de forma similar como si fuera
infinito.
La experiencia se realiza con corriente alterna, la corriente alterna nos permite
alcanzar valores elevados para la intensidad gracias a un transformador. Al ser
la I de corriente proporcional al campo magnético creado, conseguiremos un
campo magnético lo suficientemente elevado como para que loaprecie el
teslámetro.
Las ecuaciones anteriores siguen siendo válidas para el uso de corriente
alterna, aunque las magnitudes que relacionan se vuelven dependientes con el
tiempo. Por lo que también son correctas para los valores de la intensidad,
| Física II

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[CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE
RECTILÍNEA] 21 de mayo de 2013
campo magnético y voltaje, los cuales son losvalores medidos por los
instrumentos.

Procedimiento Operativo:
El primer paso que debemos realizar es, claramente, suministrar una corriente al
conductor, la cual, a su vez es creada por un generador conectado a la red
eléctrica. Además usaremos un transformador conectado al generador para poder
aumentar o disminuir la intensidad.
El paso siguiente es medir el valor del campo magnético usandola sonda Hall
axial, colocando el interruptor en 20 mV. Esta sonda está conectada a un
teslámetro que nos dará esta información. Además utilizaremos un medidor de
corriente secundaria conectado a un voltímetro a 200 mV, para poder controlar
el valor de la intensidad que suministramos. El valor mostrado por el voltímetro
es el valor de la intensidad que circula por el conductor en...