Magnetismo

Ley de Ampere: Campo magnético creado por algunos tipos de corrientes
Una vez establecido que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos, interesó establecer expresiones operativas que permitan calcular el campo creado por algunos tipos de corriente. Lógicamente, después de la experiencia de Oersted, el primer caso que se estudió fue la corriente rectilínea.
1. Campo magnético creadopor una corriente rectilínea indefinida

El resultado de la experiencia de Oersted indica que el campo magnético producido por una corriente rectilínea es perpendicular a dicha corriente. Además, el magnetismo natural muestra que las líneas de fuerza son cerradas en todas las experiencias. Por lo tanto, teniendo en cuenta la geometría de la situación, es lógico plantear que las líneas del campodeben ser circunferencias contenidas en planos perpendiculares a la corriente y con el centro en el conductor. La veracidad de esta hipótesis se puede comprobar sencillamente colocando una brújula en diversas posiciones alrededor de la corriente o espolvoreando en un plano perpendicular a la corriente limaduras de hierro, que se imantan y dibujan la líneas del campo magnético.
Se constatatambién que el sentido de las líneas del campo magnético verifica respecto del de la corriente la llamada regla de la mano derecha o de cualquier rosca (como la de un tornillo o un sacacorchos), que ilustra el dibujo adjunto. Esta regla tiene en cuenta que, como es lógico, si se invierte el sentido de la corriente eléctrica, también se invierte el sentido de circulación del campo magnético.
En cuantoal valor de la inducción magnética del campo creado por una corriente rectilínea, viene determinada por:



2. Campo magnético creado por una espira

Dice que la inducción magnética es proporcional a la intensidad de corriente, I, que recorre el conductor, e inversamente proporcional a la cantidad 2••r, lo que indica que el campo se va debilitando al alejarnos de dicho conductor como si serepartiera en circunferencias de radio r. La inducción magnética además depende del medio, representado por la constante  o permeabilidad magnética.

Tiene particular interés establecer la forma de las líneas del campo magnético creado por una espira recorrida por una corriente eléctrica. Para hacerlo, sirven las conclusiones obtenidas acerca del campo magnético creado por un conductorrectilíneo, ya que, aunque la espira tenga forma curvilínea, podemos razonar tomando pequeños trozos del conductor y asimilándolos a conductores muy pequeños casi rectilíneos. Aplicando este razonamiento se han representado en el dibujo de la izquierda las líneas del campo creado por una espira circular de radio R, mientras que en el dibujo de la derecha se representa dicho campo simbólicamente en el planode la espira, mediante puntos y aspas. Un punto indica que ahí el campo se dirige hacia nosotros y un aspa indica que ahí el campo lo hace hacia dentro del plano.
Resulta muy instructivo considerar expresamente a la espira como un imán. Así, la cara de la espira que mira hacia nosotros corresponde al polo norte de dicho imán (por ahí emergen, desde la espira, líneas del campo magnético), mientrasque la cara opuesta (detrás) corresponde al polo sur del imán (por ahí entran al plano de la espira las líneas del campo magnético).
En cuanto al valor de la inducción magnética, es diferente en cada punto que rodea a la espira y en el punto medio de ella se calcula con la expresión:




3. Campo magnético creado por un solenoide
El estudio de la espira, asimilándola a un imán, sugiere darun paso más en el diseño del dispositivo de corriente se asemeje a un imán natural de geometría rectangular. Dicho paso consiste en multiplicar el número de espiras arrollando el conductor una y otra vez. El resultado se denomina solenoide o bobina.
Las líneas del campo magnético que produce una sola espira se curvarían alrededor de ella, pero al colocar sucesivamente más espiras esas líneas...