Campo magnetico alrededor conductor

Práctica 6
Campo magnético alrededor de un conductor
lineal
6.1 Objetivo
La corriente que fluye a lo largo de un conductor produce un campo magnético a su alrededor. En esta práctica se estudiará la variación del campo magnético en función de la corriente
que pasa por el conductor y de su distancia al punto de observación. Se utilizarán conductores
lineales.

6.2 Fundamento teórico
6.2.1Campo magnético producido por un conductor lineal

De una forma general, el campo magnético creado por un elemento de corriente es:
dB =

µ0 Id l × r
4π r3

(6.1)

siendo Id l el elemento de corriente, r la distancia del punto de observación al conductor y
r el vector posición. La ley dada por la Ec. 6.1 se conoce como ley de Biot-Savart, siendo
µ0 = 4π × 10−7 mA−1 una constantefísica universal denominada permeabilidad magnética del
vacío.
En módulo,
dB =

µ0 Idl sin θ
4π r2

(6.2)

siendo θ el ángulo entre Id l y r.
Así, para el caso particular, que es nuestro caso, de una corriente I que atraviesa un conductor rectilíneo, el campo magnético en un punto a una distancia r, perpendicular al conductor
(θ = 90◦ ), es, para cada elemento de corriente,
dB =

µ0Idl
4π r2

47

(6.3)

PRÁCTICA 6. CAMPO MAGNÉTICO ALREDEDOR DE UN CONDUCTOR LINEAL 48

Figura 6.1: Campo magnético alrededor de un conductor lineal infinito.
Integrando 6.3 para obtener el campo creado por todo el hilo de corriente I resulta:
µ0 I
(6.4)
2π r
o sea, la intensidad de campo magnético creado por una corriente I, que atraviesa un conductor
rectilíneo, en un punto próximoa la corriente (suponiendo la distancia, r, despreciable en comparación con la longitud del hilo) es directamente proporcional a su intensidad I e inversamente
proporcional a la distancia r del punto al conductor.
En cuanto a la dirección y sentido de B, tal como el producto vectorial de la Ec. 6.1 refleja,
el campo magnético es perpendicular a r y a la dirección del elemento de corriente (Fig.6.1).
Es la expresión 6.4 la que hay que comprobar en las medidas a realizar. Como esta expresión sólo es válida para un conductor infinito, o para un conductor finito si r es mucho menor
que la longitud L del hilo conductor, no se puede, experimentalmente, alejar mucho el punto
de observación del hilo conductor. Otra aproximación a considerar es que las aristas horizontales y la aristavertical más próxima al transformador no afectan significativamente al campo
observado junto a la(s) arista(s) que usaremos en nuestro estudio (la(s) vertical(es) alejadas del
transformador). Y una vez más, esto se cumple si r se mantiene pequeño.
Z

B=

6.2.2

dB =

Campo magnético resultante de la superposición de los campos magnéticos de dos conductores lineales paralelos

Usando laregla de la mano derecha es fácil comprobar que, si dos conductores paralelos recorridos por corrientes en el mismo sentido, entonces sus campos magnéticos tienen sentidos
opuestos en cualquier punto de la superficie que hay entre ellos. Si los conductores están recorridos por corrientes en sentidos opuestos, entonces sus campos magnéticos tienen el mismo
sentido en cualquier punto de la superficieque hay entre ellos. Por lo tanto, en el primer caso
los campos se restan y en el segundo se suman.

6.3 Montaje experimental
Se pretende en esta práctica:

PRÁCTICA 6. CAMPO MAGNÉTICO ALREDEDOR DE UN CONDUCTOR LINEAL 49
1. Mostrar que el campo magnético producido por un conductor lineal es proporcional a la
corriente que lo atraviesa.
2. Mostrar que el campo magnético producido por unconductor lineal es inversamente proporcional a la distancia de observación.
3. Determinar el valor de µ0 (permeabilidad magnética del vacío) a través de los resultados
de los puntos anteriores.
4. Representar gráficamente el campo magnético resultante de la superposición de los campos magnéticos de dos conductores lineales paralelos y recorridos por corrientes en el
mismo sentido.
5....