Campo magnetico

Campo magnético debido a una corriente rectilínea
La repetición de la experienciade Hans Christian Oersted con la ayuda de limaduras de hierro dispuestas sobre una cartulina perpendicular al hilo conductor rectilíneo,pone de manifiesto una estructura de líneas de fuerza del campo magnético resultante, formando circunferencias concéntricasque rodean al hilo. Su sentido puede relacionarse con elconvencional de la corriente sustituyendo las limaduras porpequeñas brújulas. En tal caso se observa que el polo norte de cada brújula -que apunta siempre en el sentido delvector intensidad de campo B - se corresponde con la indicación de los dedosrestantes de la mano derecha semicerrada en torno a la corriente, cuando el pulgar apunta en el sentido de dichacorriente. Esta es la regla de la manoderecha que aparece representada en lafigura adjunta y que permite relacionar el sentido de una corriente rectilínea con el sentido de las líneas de fuerzadel campo magnético B creado por ella. Experiencias más detalladas indicanque la intensidad del campo B depende de las características del medio que rodea a la corriente rectilínea, siendo tanto mayor cuandomayor es la intensidad de corriente I ycuanto menor es la distancia r al hilo conductor. Todo lo cual queda englobado en la ecuación:
B = μ .I/2.π.r | (11.3) |
μ representa una constante característica del medio que recibe el nombre de permeabilidadmagnética. En el vacío su valor es μ 0 = 4.π.10-7 T m/A.
Campo magnético debido a una espira circular
El estudio del espectro magnéticodebido a una corriente circular, completado con lainformación que sobre el sentido del campo creado ofrecen pequeñasbrújulas, indica que las líneas de fuerza del campo se cierran en torno a cada porción de la espira como si éstaconsistiera en la reunión de pequeños tramos rectilíneos. En conjunto, el espectro magnético resultante se parecemucho al de un imán recto con sus polos norte y sur. La cara norte de una corriente circular, consideradacomo un imán,es aquella de donde salen las líneas de fuerza y la cara sur aquella otra a donde llegan dichas líneas.
La relación entre la polaridadmagnética de una espira y el sentido de la corriente que circula por ella la establece la regla de la mano derecha de la que se deriva esta otra: una cara es norte cuando un observador situadofrente a ella ve circular la corriente (convencional) dederecha a izquierda y es sur en el caso contrario. Laexperimentación sobre los factores que influyen en el valor de la intensidad de campo B en el interior de la espira muestra que éste depende de las propiedades del medio que rodea la espira (reflejadas en supermeabilidad magnética μ), de la intensidad de corriente I y delvalor del radio R de la espira, en la forma dada por la siguiente ecuación:
B= μ .I/2.R | (11.4) |
Campo magnético debido a un solenoide
Un solenoide es, en esencia, un conjunto de espiras iguales y paralelas dispuestas a lo largo de una determinadalongitud que son recorridas por la misma intensidad de corriente. Su forma es semejante a la del alambre espiral de unbloc. El espectro magnético del campo creado por un solenoide se parece más aún al de un imán recto que eldebido auna sola espira. La regla que permite relacionar la polaridad magnética del solenoide como imán con el sentidoconvencional de la corriente que circula por él es la misma que la aplicada en el caso de una sola espira. El estudioexperimental de la intensidad del campo magnético B debido a un solenoide en un punto cualquiera de su interior pone de manifiesto que una mayor proximidadentre lasespiras produce un campo magnético más intenso, lo cual se refleja en la expresión de B a través del cociente N/ L,siendo N el número de espiras y L la longitud del solenoide. Dicha expresión viene dada por la ecuación:
B = μ .I.N/l | (11.5) |
N/l: representa el número deespiras por unidad de longitud, siendo su valor tanto mayor cuanto más apretadas están las espiras en el solenoide.
El...