LA LEY DE AMPERE
En física del magnetismo, la ley de Ampere,
modelada por André-Marie Ampere en 1831, relaciona un campo magnético
estático con la causa, es decir, una corriente eléctrica estacionaria.
La ley de Ampere explica que la circulación de la
intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es proporcional a la
corriente que recorre en ese contorno.
El campo magnético es un campo angular con forma circular,
cuyas líneas encierran la corriente. La dirección del campo en un punto es
tangencial al círculo que encierra la corriente.
La ley que nos permite calcular campos
magnéticos a partir de las corrientes eléctricas es la Ley de Ampere:
La integral del primer miembro es la circulación o
integral de línea del campo magnético a lo largo de una trayectoria
cerrada, y:
- μ0 es
la permeabilidad del vacío.
- dl es un vector tangente a la
trayectoria elegida en cada punto.
- IT es
la corriente neta que atraviesa la superficie delimitada por la
trayectoria, y será positiva o negativa según el sentido con el
que atraviese a la superficie.
- B es el campo.
El campo magnético disminuye inversamente con la distancia
al conductor.
El campo magnético en el espacio alrededor de una corriente
eléctrica, es proporcional a la corriente eléctrica que constituye su fuente,
de la misma forma que el campo eléctrico en el espacio alrededor de una carga,
es proporcional a esa carga que constituye su fuente. La ley de Ampere
establece que, para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los
elementos de longitud multiplicado por el campo magnético en la dirección de
esos elementos de longitud, es igual a la permeabilidad multiplicada por la
corriente eléctrica encerrada en ese bucle.
APLICACIONES DE LA LEY DE AMPERE
Campo magnético creado por un hilo infinito
Como aplicación de la ley de Ampere, a continuación, se calcula
el campo creado por un hilo infinito por el que circula una corriente I a
una distancia r del mismo. Las líneas del campo
magnético tendrán el sentido dado por la regla de la mano derecha para
la expresión general del campo creado por una corriente, por lo que sus
líneas de campo serán circunferencias centradas en el hilo, como se muestra en
la parte izquierda de la siguiente figura.
Para aplicar la ley de Ampere se utiliza por tanto una
circunferencia centrada en el hilo de radio r. Los vectores y
dl son paralelos en todos los puntos de la misma, y el módulo del
campo es el mismo en todos los puntos de la trayectoria. La integral de línea
queda:
Como mencionamos anteriormente, en sus aplicaciones sobre la bobina toroide, empleando la ley de Ampere puede calcularse el campo creado
por distintos tipos de corriente. Dos ejemplos clásicos son el del toroide
circular y el del solenoide ideal, cuyos campos
se muestran en la siguiente tabla.
Un solenoide ideal es una bobina de longitud
grande cuyas espiras están muy juntas. En la expresión del campo magnético que
crea, n es el número de espiras por unidad de longitud.
Una aplicación muy importante que tenemos hoy en día de la ley de ampere, es el poder medir la intensidad de corriente eléctrica a través de un conductor, por medio de aparatos de medición, pues sabemos que la energía eléctrica no se puede ver, solo se puede detectar y cuantificar por los efectos que produce.
Comentarios
Publicar un comentario