EL CAMPO MAGNÉTICO

Campo magnético

El campo magnético tiene un estudio diferente al campo eléctrico. Primero, se estudian los efectos del campo eléctrico y magnético sobre las cargas en movimiento y después, se estudian las fuentes del campo magnético. Movimiento de cargas en campos eléctricos y/o magnético Los principales problemas que se presentan al estudiante en este capítulo y en el siguiente, es la representación espacial de las magnitudes vectoriales que intervienen en la descripción del campo producido por una corriente o de las fuerzas que un campo magnético ejerce sobre una carga en movimiento o sobre una corriente. Varios son los ejemplos ilustrativos del efecto del campo magnético sobre las cargas en movimiento, con o sin el efecto combinado con el campo eléctrico:

•El espectrómetro de masas.

•El selector de velocidades.

•El ciclotrón.

El estudio del momento de las fuerzas que ejerce un campo magnético sobre una espira es importante para explicar el funcionamiento de los instrumentos de medida de las corrientes eléctricas, los motores y la orientación de los dipolos atómicos en un campo magnético externo.

Fuentes del campo magnético

 

La ley de Biot-Savart es complicada y solamente se utilizará para determinar el campo magnético producido por una corriente rectilínea indefinida y por una corriente circular en un punto de su eje, como paso previo a la aplicación de la ley de Ampère. Como ejercicio del primer tipo, se pedirá aplicar el principio de superposición de campos para calcular el campo magnético en un punto producido por varias corrientes rectilíneas paralelas. La fuerza magnética entre dos corrientes rectilíneas es una ejercicio que no debe pasar desapercibido por su importancia en la definición de la unidad de intensidad de la corriente eléctrica, magnitud fundamental en el Sistema Internacional de Unidades. La ley de Ampère nos indica que el campo magnético es no conservativo y debe de ser estudiada recordando la ley de Gauss, las semejanzas y diferencias entre ambas leyes fundamentales del electromagnetismo. Son pocos los ejemplos de aplicación sencillos de aplicación de la ley de Ampère, pero es necesario suministrar al estudiante una cierta estrategia, análoga a la propuesta para la resolución de problemas de aplicación de la ley de Gauss:1.Determinar la dirección del campo magnético, de acuerdo a la distribución de corrientes (rectilíneas o espiras apretadas).2.Elegir un camino cerrado apropiado que sea atravesado por corrientes, y calcular la circulación.3.Calcular la intensidad que atraviesa el camino cerrado.4.Aplicar la ley de Ampère y despejar el módulo del campo magnético. Como ejemplos ilustrativos aparte del solenoide y el toroide, se deberá proponer las variantes de la corriente rectilínea indefinida:•Corriente rectilínea indefinida de radio a uniformemente distribuida en su sección.•Dos corrientes rectilíneas una maciza y otra hueca coaxiales, del mismo sentido y de sentido contrario. A partir de la noción de flujo, se calculará el flujo del campo magnético a través de una superficie abierta o cerrada. Se puede demostrar que el flujo del campo magnético a través de una superficie cerrada es cero, lo que nos indica que el campo magnético es solenoidal, las líneas de campo magnético son cerradas.