CAMPO MAGNÉTICO

CAMPO MAGNÉTICO

La interacción entre polos magnéticos es, al igual que la gravitatoria o la eléctrica, una interacción a distancia y se puede utilizar el concepto de campo. Un imán o una corriente eléctrica crean una propiedad nueva en el espacio que lo rodea llamada campo magnético.

Las líneas tangentes a las fuerzas que ejerce el campo en cada punto se denominan líneas de campo. Donde las líneas estén más próximas la densidad será grande y donde estén más alejadas la densidad será menor. Estas líneas son cerradas, no pueden aislarse y se les asigna un sentido que es saliente por el polo Norte y entrante por el polo Sur.

La fuerza que ejerce el campo es sobre partículas en movimiento y es proporcional a la intensidad del campo y a la velocidad de las partículas. Esta también depende del ángulo que formen B y v:
- Si el ángulo es de 90º la fuerza es máxima.
- Si el ángulo es de 0º no existe ninguna fuerza.

Si además de un campo magnético, coexiste un campo eléctrico, la fuerza total sería:

Ley de Biot-Savart

Son las corrientes eléctricas las fuentes de un campo magnético. Como las corrientes son continuas la expresión es diferencial. La ley de Biot y Savart establece que el campo magnético producido por una corriente cualquiera en un punto P viene determinado por la siguiente expresión:

Esta expresión también puede deducirse a partir de la ley de Ampère.

Ley de Ampère

La ley de Ampère dice que la circulación del vector campo magnético a través de una curva amperiana es igual a la constante de permeabilidad magnética del medio por la corriente que atraviesa el interior de esa curva amperiana.

Esta ley permite calcular el campo magnético de un hilo o el campo magnético de un solenoide (enrollamiento de espiras).

Este teorema también nos dice que el campo magnético no es conservativo y que por lo tanto no podemos definir una energía potencial magnética, ya que las líneas de campo son cerradas y no existe el monopolo magnético.

CONDICIÓN DE UNA TRAYECTORIA CIRCULAR: Si una carga entra con velocidad en un campo magnético perpendicular siente una fuerza dada por la Ley de Lorentz que se comporta como una fuerza centrípeta que hace girar a la partícula creando un movimiento circular uniforme.

CONDICIÓN DE UNA TRAYECTORIA PARABÓLICA: Si una carga entra con velocidad en un campo eléctrico perpendicular siente una fuerza eléctrica dada por la Ley de Coulomb. Esta fuerza crea un movimiento uniformemente acelerado en una dimensión y un movimiento rectilíneo uniforme en el otro. La composición de ambos crea un movimiento parabólico.

Interacción entre hilos de corriente

Cuando tenemos dos hilos de corriente, podemos generalizar la ley de Lorentz para el caso de un hilo con corriente en el interior de un campo magnético, que es conocida como la Ley de Laplace:

Si tenemos dos hilos colocados uno frente al otro podemos calcular también la fuerza que ejercen los dos hilos entre sí. Estas fuerzas saldrán atractivas si las intensidades van en el mismo sentido y repulsivas si van en sentidos opuestos. 

Si relacionamos esta ley con la Ley de Newton también podremos calcular la fuerza por unidad de longitud que siente el hilo 1 debido al campo magnético creado por el hilo 2.