EXPOELECTROMAGNETISMO

CAMPOS MAGNETICOS
IDEAS PRINCIPALES DE LA EXPOSICION:
La relación entre magnetismo y electricidad fue
descubierta en 1820 cuando, durante conferencia
demostrativa, el científico danés Hans Christian
Oersted encontró que una corriente eléctrica en un
alambre desviaba la aguja de una brújula cercana.
Poco tiempo después, André Ampere formulo leyes
cuantitativas para calcular la fuerza magnética ejercida
sobre un conductor por otro conducto eléctrico que
porta corriente.
A comienzos de 1820, Oersted advirtió de forma casual, mientras realizaba observaciones
sobre el fenómeno eléctrico con una pila análoga a la construida por A. Volta en 1800,
que la aguja de una brújula colocada en las proximidades de un hilo conductor por el que
circulaba una corriente eléctrica se desviaba. Repitió incesantemente estos experimentos
con pilas más potentes y observó que la aguja oscilaba hasta formar un ángulo recto con
el hilo y con la línea que unía la brújula y el hilo.
Si se la desplazaba de forma continua en la dirección que señalaba la aguja, la brújula
describía entonces un círculo alrededor del hilo conductor. Invirtiendo el sentido de la
corriente eléctrica, cambiaba asimismo el sentido de la aguja de la brújula. Los efectos
persistían incluso cundo se interponían placas de vidrio, metal o madera entre el hilo
conductor y la brújula.
Dirección del campo
magnético
Cable o hilo
conductor
Brujula
En cualquier lugar, la brújula se alineara en la dirección del campo B, que haya allí.
Lo que se pretende demostrar entonces, es la unificación de la Electricidad y el
Magnetismo en una sola ciencia: “EL ELECTROMAGNETISMO”.
La dirección del campo obedece a la ley de la mano derecha.
PROBLEMA APLICATIVO
Un topógrafo esta usando una brújula magnética a 6.3 m. debajo de una línea de energía
eléctrica en la que existe una corriente estacionaria de 120 A. ¿Interferirá esto seriamente
con la lectura de la brújula?,. La componente horizontal del campo magnético de la tierra
en ese lugar es de 21µT (0.21 gauss).
DATOS :
o  4 *107 T .m / A
d  6.3m.
o I
(4 *107 T .m / A)(120 A)
B

 3.81*106 T
2 d
2 (6.3m)
 21*106 T  3.8*106 T  1.72*105 T
Según el resultado anterior, esto desviara la aguja de la brújula aproximadamente 1
grado. Es probable que exista en la tierra donde el campo magnético sea de 210 µT. De
ser así entonces la desviación seria aproximadamente unos 10 grados, y esto si es un
valor significante.
OTROS ASPECTOS IMPORTANTES:
SIGNIFICADO GENERAL:
La unidad del campo magnético B en el SI es la TESLA (abreviatura T), se deduce así:
1 tesla  1
Newton
 N 


coulomb * metro / segundo  C * m / s 
C
1 Newton
 N 
 Ampere  1 tesla =


s
Ampere * metro  A * m 
Una unidad más antigua (no del SI) para B, pero que todavía esta en uso es la Gauss,
relacionándolo con el tesla, obtenemos que:
pero:
1 tesla = 104 gauss
B representa la fuerza magnética ejercida sobre una partícula cargada x unidad de carga
(coulomb), y por unidad de velocidad (metro x segundo).
Se le llama Tesla (T), en honor de Nikola Tesla (1856 – 1943), famoso precursor en los
campos magnéticos. Las intensidades de campos magnéticos por lo regular son menores
que un tesla, por lo tanto se expresan en µT.
No hay que confundir la fuerza eléctrica y la fuerza magnética:
La fuerza eléctrica actúa en la dirección del campo eléctrico, en tanto que la fuerza
magnética es perpendicular al campo magnético.
LEY DE BIOT – SAVART
Después de que Oersted descubriera en 1820 que la aguja de una brújula era desviada
por un conductor que llevaba corriente Jean Baptiste Biot y Felix Savart, realizaron
experimentos cuantitativos sobre fuerzas ejercidas por una corriente eléctrica sobre un
imán cercano.
dB 
o Ids * r
4 r 2
o  4 *107 T .m / A
LEY DE AMPERE:
El descubrimiento de Oersted en 1820 acerca de la desviación de las agujas de brújula
demostró que un conductor que lleva corriente produce un campo magnetico. Y se
demostró en la experiencia anterior. Esta demostración, también se puede realizar, con
varias brújulas, que se ponenen en un plano horizontal cerca de un largo alambre vertical.
Cuando no hay corriente en el alabre, todas las agujas apuntan en la misma dirección (la
del campo magnetico de la tierra), como se esperaría. Cuando el alabre conduce una
intensa corriente estable, todas las agujas se devian en una dirección tangente al circulo.
Ya que las agujas de la brújula apuntan en la dirección B, se concluye que las líneas de B
forman círculos alrededor del alambre.
 B * ds  B  ds 
Donde:
 ds  2 r
o I
(2 r )  o I
2 r
es la circunferencia de la trayectoria circular.
La ley de Ampere puede enunciarse como:
La integral de la línea de B. ds alrededor de cualquier trayectoria cerrada es igual a µoI,
donde I es la corriente continua total que pasa por cualquier superficie delimitada por la
trayectoria cerrada.
 B * ds   I
o

 B * ds  B  ds  B(2 r )   I
B
o o
o I o
(2 r )
Donde: o  4 *107 T .m / A
Constante de permeabilidad, es
similar a la de la constante de
permitividad
e0