Campo Magnetico

Campo Magnetismo

I. Resumen:

En este presente informe de laboratorio observamos y realizamos del campo magnético generado en una bobina solenoide en relación con la corriente que circula a través de la bobina. Luego, medimos la fuerza del campo magnético (creado por la bobina) ejercida sobre una espiera de longitud L, la cual tiene otra corriente I. Esta fuerza magnética la equilibramos conla fuerza ejercida por el peso de los hilos al extremo de la espira

II. Objetivos:

 Analizar las líneas de campo magnético de un imán por medio de limaduras de hierro.
 Observar el efecto que ocurre cuando se imantan una aguja con un imán.
 Explicar el fenómeno de inducción electromagnética mediante la construcción de un electroimán.

III. Fundamento Teórico:

Campo MagnéticoEl campo magnético es el efecto sobre una región del espacio en la que una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad , experimenta los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente ecuación



donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campomagnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerza resultante será



La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad (la cual la podemos localizar en el espacio) de orientarun magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.

Fuentes del campo Magnético

Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro ladouna corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.
La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampère. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampère-Maxwell.
Campo magnético producido por una carga puntual
El campo magnético generado poruna única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión:

Dónde . Esta última expresión define un campo vectorial solenoidal, para distribuciones de cargas en movimiento la expresión es diferente, pero puede probarse que el campo magnético sigue siendo un campo solenoidal.
Campo magnético producido por una distribución de cargas
 Lainexistencia de cargas magnéticas lleva a que el campo magnético es un campo solenoidal lo que lleva a que localmente puede ser derivado de un potencial vector , es decir:

A su vez este potencial vector puede ser relacionado con el vector densidad de corriente mediante la relación:

La ecuación anterior planteada sobre , con una distribución de cargas contenida en un conjunto compacto, lasolución es expresable en forma de integral. Y el campo magnético de una distribución de carga viene dado por:

Inexistencia de cargas magnéticas aisladas
Cabe destacar que, a diferencia del campo eléctrico, en el campo magnético no se ha comprobado la existencia de monopolos magnéticos, sólo dipolos magnéticos, lo que significa que las líneas de campo magnético son cerradas, esto es, el númeroneto de líneas de campo que entran en una superficie es igual al número de líneas de campo que salen de la misma superficie. Un claro ejemplo de esta propiedad viene representado por las líneas de campo de un imán, donde se puede ver que el mismo número de líneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, desde donde vuelven por el interior del imán hasta el norte.
Como se...