Campo magnético Una barra imantada o un cable que transporta

Campo magnético
Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros
materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un
‘campo magnético’. Los campos magnéticos suelen representarse mediante ‘líneas de
campo magnético’ o ‘líneas de fuerza’. En cualquier punto, la dirección del campo
magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo es
inversamente proporcional al espacio entre las líneas.
Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento
de cargas eléctricas (flujo de la electricidad).
La fuerza (intensidad o corriente) de un campo magnético se mide en Gauss (G) o Tesla
(T). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.
Lineas de campo magnetico:
Del mismo modo que el campo eléctrico E puede representarse mediante líneas de
campo eléctrico, también el campo magnético B puede ser respresentado mediante líneas de
campo magnético. En ambos casos, la dirección del campo viene indicada por la dirección
de la líneas de campo, y la magnitud del campo por su densidad. Existen, sin embargo, dos
importantes diferencias entre líneas del campo eléctrico y líneas de campo magnético:
1. Las líneas de campo eléctrico poseen la dirección de la fuerza eléctrica sobre la
carga positiva, mientras que las líneas de campo magnético son perpendiculares a la
fuerza magnética sobre una carga móvil.
2. Las líneas de campo eléctrico comienzan en las cargas positivas y terminan en las
cargas negativas; las líneas de campo magnético forman circuitos cerrados. Con los
polos magnéticos aislados aparentemente no existen, no hay puntos en el espacio
donde las líneas de campo magnético comiencen o terminen.
Los campos electromagnéticos naturales son, por ejemplo, el campo magnético estático
de la tierra al que estamos continuamente expuestos, los campos eléctricos causados por
cargas eléctricas presentes en las nubes, la electricidad estática que se produce cuando dos
objetos se frotan entre sí o los campos eléctricos y magnéticos súbitos resultantes de los
rayos.
El campo magnético es una magnitud vectorial y, por lo tanto, hay que definir su módulo,
dirección y sentido.
= campo magnético, inducción magnética o densidad de flujo magnético.
Unidades:
Ejercicios Resueltos:
Campo magnético:
Una espira de alambre cuadrada de 10 cm de lado yace en el plano XY tal como se
muestra en la figura. Se aplica un campo magnético paralelo al eje Z, que varía a lo largo
del eje X de la forma B=0.1 x T (donde x se expresa en metros).

Calcular el flujo del campo magnético que atraviesa la espira.
La fuerza (módulo, dirección y sentido) sobre cada uno de los lados de la espira.
Ejemplo 1: Calcula el campo magnético en el origen de coordenadas creado por el
conductor de la figura.
En los tramos horizontal y vertical dl y ur son paralelos, por tanto dl x ur=0 y estos tramos
no crearán ningún campo magnético en el origen. En el caso del tramo circular: dl y ur son
perpendiculares, por tanto, suponiendo el conductor en el plano XY y aplicando el sistema
del tornillo se obtiene que el vector resultante tendrá dirección y sentido -k.
En los problemas de campo magnético, a veces, se habla de corrientes rectilíneas
indefinidas o de corrientes circulares, es importante conocer el módulo de B en estos casos
porque evitará realizar muchos cálculos.
Ejemplo 2: El sistema de conductores indicado en la figura está constituido por un hilo
recto e indefinido por el que circula una corriente I , y otro circular, de radio R y centro en
el punto P (0,2R,0), por el que circula también una corriente I. Calcular el campo
magnético B en el punto P.
Los dos tramos lineales del lazo se pueden considerar como un conductor rectilíneo
indefinido y crearán en P un campo:
campo
. El tramo circular creará en P un
(la dirección y el sentido de ambos se pueden encontrar usando la
regla del tornillo).
La ley de Ampere es muy útil para resolver algunos problemas, establece que si se
considera un camino cerrado arbitrario se cumple que
(el sumatorio de
I son sólo las corrientes que abarca el camino cerrado considerado).
Ejemplo:
Calcula el campo magnético creado en el exterior y en el interior de un conductor rectilíneo
indefinido.
Aplicando el sistema del tornillo se deducen las direcciones de B representado en las
figuras (notar que en todos los puntos B y dr son paralelos. El campo en el exterior se
obtiene
Aplicando
de:
la
misma
expresión
se
obtiene
el
campo
en
el
interior:
Ejemplo: La figura representa dos hilos conductores rectos, largos y aislados. Por el hilo
inferior de radio a, circula una corriente I. Por el otro hilo, de radio interior a y exterior 2a,
circula una corriente igual y de sentido contrario. La distribución de corriente es uniforme
sobre toda la sección recta de cada conductor. Calcular el campo magnético a una distancia
r del eje cuando: a) 0<r<a b) a<r<2a c) r>2a.
Ejemplo :
Se tienen dos cilindros concéntricos,
uno de ellos hueco por el que circula
una
corriente
I
uniformemente
distribuida en su sección, y por el otro
circula la misma corriente pero en
sentido contrario, estando también
distribuida uniformemente por su
sección. Calcular el campo magnético
para puntos a una distancia r del eje:

r<a

a<r<b

b<r<c

r>c
Ejemplo:
Un cable cilíndrico muy largo de radio 3 cm conduce una corriente de 4 A, uniformemente
distribuida, un hilo rectilíneo indefinido paralelo al cable y situado a 12 cm del centro del
cable, conduce la misma corriente pero en sentido opuesto.

Determínese, razonadamente, el módulo, dirección y sentido del campo magnético
producido porpor una corriente rectilínea indefinida a una distancia r.

La expresión del campo B para r<a y para r>a, siendo a el radio de la corriente
rectilínea uniformemente distribuida.
Hallar el campo magnético (módulo, dirección y sentido), en los puntos (-1.5 cm, 0), (13
cm, 0), y en el punto (6 cm, 4 cm
Problemas propuestos:
Propuesto No 1:
Un hilo rectilíneo conduce una corriente de 4 A, un cable cilíndrico de 3 cm de radio
conduce la misma corriente, uniformemente distribuída, pero en sentido contrario.

Determínese, aplicando la ley de Ampère, la expresión de campo magnético
producido por cada una de las corrientes rectilíneas indefinidas a una distancia r, de
forma separada.
Hallar el campo magnético (módulo, dirección y sentido), en los puntos (13 cm, 0), y en el
punto (0 cm, 4 cm) producido por las dos corrientes. Por último, hallar la fuerza, (módulo,
dirección y sentido) que ejerce el cable sobre la unidad de longitud del hilo rectilíneo.
Propuesto 2:
Dos conductores cilíndricos muy largos y paralelos, tienen el mismo radio, 3cm, y
conducen corrientes en sentidos opuestos, el de la izquierda 3 A hacia dentro, y el de la
derecha 5 A hacia afuera. La distancia entre los centros de los dos conductores es de 12 cm.

Determinar de forma razonda el campo magnético en el punto P de coordenadas (2,
-2).cm
Referencias bibliográficas:
TEORIA ELECTROMAGNETICA- William H. Hayt , Jr.
Mac Graw Hill – Séptima Edición
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico
http://ve.kalipedia.com/fisicaquimica/tema/campomagnetico.html?x=20070924klpcnafyq_3
34.Kes
http://ve.kalipedia.com/fisica-quimica/tema/campomagnetico.html?x=20070924klpcnafyq_334.Kes
http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/fisica/electymagne/TEORIA/examenes/magnetico/magn
etico.htm