Física Departamento de Física Aplicada. Facultad Ciencias Químicas. U.C.L.M. CAMPO MAGNÉTICO II: Ley de Ampère 1. Una corteza cilíndrica de radio R muy larga transporta una corriente I 0. Determinar el valor del campo magnético que esta corriente crea en todos los puntos del espacio utilizando el teorema de Ampère. Solución: B ( r R ) 0, B ( r R ) 0 I 2 r 2. En la figura adjunta podemos ver un esquema de lo que podría ser un cable de corriente de los que se utilizan habitualmente. Se llama bifilar porque está formado en realidad por dos cables: por uno entra la corriente al dispositivo eléctrico al que lo conectemos y por el otro vuelve. Por cada uno de ellos circulan 8A de corriente, pero en sentidos opuestos. a) Determinar el valor de Bd para cada trayectoria indicada. b) ¿Cuál de las trayectorias indicadas, si es que la hay, sirve para determinar el campo magnético creado en cualquier punto del espacio por este sistema de dos conductores? c) ¿Cuánto valdrá, aproximadamente, el campo en un punto muy alejado del hilo? Solución: C1=1.01·10-5 T·m C2=0 C3=-1.01·10-5 T·m. (b) Ninguna sirve (c) B0 3. Por un conductor macizo de 0.5cm de radio circula una corriente de 100 A distribuida uniformemente por toda la sección del hilo. Hallar B a) a 0.1 cm del centro del conductor. b) en la superficie del mismo. c) en punto exterior a él, a 2 cm de la superficie. d) Construir un gráfico mostrando la variación del módulo de B en función de la distancia a su centro. Solución: a) 8·10-4 T b) 4·10-3 T c) 8·10-4 T 4. Un cable coaxial está formado por un conductor sólido cilíndrico de radio 1mm rodeado de una corteza externa de radios interno 2mm y externo 3mm. Entre ellos se sitúa una camisa de plástico para aislar los dos conductores (ver figura). Por el interior se hace circular una corriente de 18A que retorna por la camisa exterior. Se consideran uniformes las corrientes en cada conductor. Determinar el campo magnético que este cable produce en puntos a una distancia del centro: a) 1.5mm b) 2.5mm y c) 3.5mm A la vista de los resultados, razonar la ventaja que puede tener este tipo de conductor respecto al bifilar comentado en el problema 2. Solución: a) 2.39·10-3 T b) 7.89·10-4 T c) 0 5. En la figura siguiente se muestra un solenoide que transporta una corriente I con n vueltas por unidad de longitud. Aplicar la ley de Ampère a la trayectoria de puntos mostrada para deducir la expresión del campo magnético, supuesto uniforme en el interior y nulo en el exterior. Solución: B=0 n I 2mm 1mm Plástico 3mm Problema 4 Problema 5