ley de ampere

DEPARTAMENTO DE

MATERIALEN

FÍSICA DE MATERIALES

FISIKA SAILA

P.4 LEY DE AMPÈRE
INTRODUCCIÓN
Las interacciones eléctrica y magnética pueden considerarse como manifestaciones particulares de la
interacción electromagnética. Aunque ambas están asociadas con la propiedad de las partículas que
conocemos como carga, la interacción magnética solo se manifiesta cuando las cargas están enmovimiento. Por lo tanto, cuando por un conductor circula una corriente eléctrica, ésta creará un campo
magnético en el exterior, mientras que el campo eléctrico en el exterior será prácticamente nulo al ser
el conductor eléctricamente neutro -tiene tantas cargas positivas (protones) como negativas
(electrones). En el caso de un conductor rectilíneo indefinido por el que circula una corrienteeléctrica
r
de intensidad I, el campo magnético B creado en un punto exterior a distancia r del centro del hilo
viene dado por:

r
I r
B = µ0
u
!
2! r "

(1)

siendo las líneas de campo magnético circunferencias con centro en el conductor (ver figura 1).
r
r
Por otro lado, cuando una carga q se mueve en presencia de un campo magnético B a velocidad v , la
r
carga se ve sometidaa la fuerza de Lorentz (ver práctica 3) que en este caso ( E =0) viene dada por:

r
r r
F = qv ! B

!
(2)

!

!

Si en lugar de una única carga se tiene una corriente eléctrica rectilínea de
intensidad I (I=dq/dt) y de longitud L, la expresión de la fuerza sobre ella será
(ley de Ampère para una corriente rectilínea):

r
r
r
F = ILu L ! B

(3)

Como consecuencia de estosdos fenómenos, dos corrientes eléctricas
interaccionan entre sí. En el caso de dos tramos de corriente eléctrica
rectilíneos y paralelos de longitud L, intensidad I y sentido contrario (como en
la figura 1) la fuerza de interacción viene dada por:

r
L 2r
F = µ0
I ur
2! r

Laboratorio de Física II. P4. Ley de Ampère. 14/01/08

I

I
B

r

F

Figura 1.

(4)

1

Es decir,la fuerza será inversamente proporcional a la distancia que separa los (centros de los)
conductores y directamente proporcional al producto de las intensidades de corriente eléctrica
que circulan por ellos.
Para tener una información más amplia y visual sobre los contenidos de esta práctica se recomienda
visitar la dirección de internet:http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/amplaw.html#c1.
En esta práctica se verificará que la ley de Ampère - ecuación (4) - describe adecuadamente la
interacción entre dos tramos de corriente rectilíneos y paralelos, y se determinará el valor de la
permeabilidad magnética del vacío µ0. Así mismo se comprobará que el campo magnético creado por
una corriente rectilínea varía con la distancia de acuerdo a la ecuación (1).
MÉTODOEXPERIMENTAL
Para verificar la ley de Ampère se utilizará el montaje de la figura 2. En esta figura se muestra
una balanza (de torsión), que permitirá medir la fuerza entre dos corrientes paralelas. En ausencia de
corriente la balanza se equilibra mediante el contrapeso deslizante (y girando el tope trasero del hilo
para un ajuste fino). El buen equilibrado de la balanza es muy importante para todo eldesarrollo de la
práctica y hay que comprobarlo a cada paso. Si una vez equilibrada la balanza se hace circular por el
circuito una corriente de intensidad I, ésta pasará tanto por el conductor fijo situado bajo la balanza,
como por el tramo de la balanza situado justo encima. Como consecuencia de la interacción entre estas
dos corrientes la balanza se desequilibrará. Si se introduce unafuerza que vuelva a equilibrar la
balanza, el valor de esta fuerza será igual a la debida a la interacción de las corrientes.

Figura 2

a) Determinación de la constante de torsión del hilo
Para poder utilizar la balanza se necesita determinar primeramente la constante de torsión del
hilo (relación entre el ángulo girado y la fuerza realizada) con la mayor precisión posible. Para ello, en...