República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación L.N.B. “Dr. Jesús Raael !a"brano# Matur$n. Edo%Mona&as
Pro Pr oes esor ora' a' (nte&rantes'
María Rebolledo Herrera #
Oriana Gustavo Patiño #
)*tedra' Física.
Gómez #
María Rafael Rangel #
+,o -o /ección “-#
012032405+. -ndr6%Marie -"p7re !"on $%%&'Marsella $()*+ Físico franc,s. Fundador de la actual disci-lina de la física conocida como electromagnetismo "a en su ms -ronta /uventud destacó como -rodigio0 a los doce años estaba familiarizado de forma autodidacta con todas las matemticas conocidas en su tiem-o. 1n $(2$ e/erció como -rofesor de física " 3uímica en 4ourg'en'4resse " -osteriormente en París en la 5cole 6entrale. 7m-resionado -or su talento 8a-oleón lo -romocionó al cargo de ins-ector general del nuevo sistema universitario franc,s -uesto 3ue desem-eñó 9asta el :nal de sus días. 1l talento de ;m- en $(?2 el físico dan,sHans 69ristian Oersted e=-erimentó las desviaciones en la orientación 3ue sufre una agu/a imantada cercana a un conductor de corriente el,ctrica 9ec9o 3ue de modo inmediato sugirió la interacción entre electricidad " magnetismo0 en sólo una semana ;m-
sino 3ue adems intentó construir un modelo microscó-ico 3ue e=-licara toda la fenomenología electromagn,tica basndose en la teoría de 3ue el magnetismo es debido al movimiento de cargas en la materia adelantndose muc9o a la -osterior teoría electrónica de la materia+. ;dems fue el -rimer cientí:co 3ue sugirió cómo medir la corriente> mediante la determinación de la desviación sufrida -or un imn al -aso de una corriente el,ctrica antici-ndose de este modo al galvanómetro+. @u vida inAuenciada -or la e/ecución de su -adre en la guillotina el año $%B) " -or la muerte de su -rimera es-osa en $(2) estuvo teñida de constantes altiba/os con momentos de entusiasmo " -eríodos de desasosiego. 1n su 9onor la unidad de intensidad de corriente en el @istema 7nternacional de Cnidades lleva su nombre.
Ley de Ampére 1n física del magnetismo la le" de ;m-
6lerE Ma=ell la corrigió -osteriormente " a9ora es una de las ecuaciones de Ma=ell formando -arte del electromagnetismo de la física clsica. !a le" de ;m-,re e=-lica 3ue la circulación de la intensidad del cam-o magn,tico en un contorno cerrado es igual a la corriente 3ue lo recorre en ese contorno. 1l cam-o magn,tico es un cam-o vectorial con forma circular cu"as líneas encierran la corriente. !a dirección del cam-o en un -unto es tangencial al círculo 3ue encierra la corriente. 1l cam-o magn,tico disminu"e inversamente con la distancia al conductor. 1l rotacional del cam-o magn,tico -uede calcularse igualmente a -artir de la le" de 4iot " @avart -ara una densidad de corriente de volumen. 1l resultado es la llamada !e" de ;m- !a le" de ;m-
Campo magnético creado por una espira circular 1n muc9os dis-ositivos 3ue utilizan una corriente -ara crear un cam-o magn,tico tales como un electroimn o un transformador el 9ilo 3ue trans-orta la corriente est arrollado en forma de bobina formada -or muc9as es-iras. 6abe destacar 3ue una es-ira es un 9ilo conductor en forma de línea cerrada -udiendo ser circular rectangular cuadrada etc. " es una de las vueltas de una bobina.
@egn la !e" de 4iot'@avart> 1l cam-o magn,tico creado -or un conductor en un -unto P es la integral del cam-o creado -or el elemento de corriente e=tendida a todo el 9ilo>
1n general esta integral es com-licada de calcular salvo -ara situaciones sencillas en 3ue la forma del 9ilo 3ue trans-orta la corriente tiene cierto grado de simetría. Ctilizamos la le" de 4iot " @avart -ara calcular el cam-o magn,tico 4 -roducido -or una es-ira circular -or la 3ue circula una corriente de intensidad 7 en el centro " en un -unto de su e/e. Espira en centro'
Campo magnético creado por un solenoide 1=iste un conductor de numerosas a-licaciones denominado solenoide. @e de:ne como una bobina de forma cilíndrica 3ue cuenta con un 9ilo de material conductor enrollado sobre sí a :n de 3ue con el -aso de la corriente el,ctrica se genere un intenso cam-o electrónico.
6uando este cam-o magn,tico a-arece comienza a o-erar como un imn0 el cam-o magn,tico es com-arable al de un imn recto.
@i las es-iras estn mu" cercanas un un solenoide las líneas de cam-o entran -or un e=tremo -olo sur " salen -or el otro -olo norte. @i la longitud del solenoide es muc9o ma"or 3ue su radio las líneas 3ue salen del B= µNI / L e=tremo norte se e=tienden en una región am-lia antes de regresar al -olo sur0 -or esta razón en el e=terior del solenoide se -resenta un cam-o magn,tico d,bil. @in embargo en el interior de ,ste el cam-o magn,tico es muc9o ms intenso " constante en todos los -untos. !a densidad de Au/o magn,tico en un solenoide se calcula mediante> Donde' • • •
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4 densidad de Au/o magn,tico en teslas I+ J -ermeabilidad del medio 3ue rodea al conductor en ImK; 7 intensidad de la corriente 3ue circula -or el conductor en am-ere ;+ 8 numero de vueltas ! longitud de solenoide en metros m+
Cn solenoide es cual3uier dis-ositivo físico ca-az de crear un cam-o magn,tico sumamente uniforme e intenso en su interior " mu" d,bil en el e=terior. Cn e/em-lo teórico es el de una bobina de 9ilo conductor aislado " enrollado 9elicoidalmente de longitud in:nita. 1n ese caso ideal el cam-o magn,tico sería uniforme en su interior " como consecuencia afuera sería nulo. 1n la -rctica una a-ro=imación real a un solenoide es un alambre aislado de longitud :nita enrollado en forma de 9,lice bobina+ o un nmero de es-irales con un -aso acorde a las necesidades -or el 3ue circula una corriente el,ctrica. 6uando esto sucede se genera un cam-o
magn,tico dentro de la bobina tanto ms uniforme cuanto ms larga sea la bobina. !a bobina con un ncleo a-ro-iado se convierte en un electroimn. @e utiliza en gran medida -ara generar un cam-o magn,tico uniforme. @e -uede calcular el módulo del cam-o magn,tico en el tercio medio del solenoide segn la ecuación> Donde' • • • •
m> -ermeabilidad magn,tica. 8> nmero de es-iras del solenoide. i> corriente 3ue circula. !> longitud total del solenoide.
Mientras 3ue el cam-o magn,tico en los e=tremos de este -uede a-ro=imarse como>
El solenoide ue creado por -ndr6%Marie -"p7re en 5844
Cn solenoide es cual3uier dis-ositivo físico ca-az de crear una zona de cam-o magn,tico uniforme. Cn e/em-lo teórico es el de una bobina de 9ilo conductor aislado " enrollado 9elicoidalmente de longitud in:nita. 1n ese caso ideal el cam-o magn,tico sería uniforme en su interior " como consecuencia fuera sería nulo. -plicaciones en la vida cotidiana •
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Cna de las a-licaciones ms comunes de las bobinas " 3ue forma -arte de nuestra vida diaria es la bobina 3ue se encuentra en nuestros autos " son -arte del sistema de encendido -ara estos " -ara diferentes ti-os de ma3uinarias " e3ui-os -ara la construcción. 1n las fuentes de alimentación tambi,n se usan bobinas -ara :ltrar com-onentes de corriente alterna " obtener corriente continua en la salida. !os imanes son comn mente usados en los altavoces motores " generadores de imn -ermanente -ero en algunos casos " no muc9os se 9an em-ezado a usar los imanes en diferentes " no mu" comunes situaciones una de estas es el a9orro de combustible "a 3ue -or medio
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de un cam-o magn,tico generado -or el imn se ioniza el combustible 3ue alimenta utilizados en a-aratos de combustión -odemos obtener una combustión ms com-leta me/orando la e:ciencia " reduciendo las emisiones 3ue genera la combustión. Otra de las a-licaciones -oco usuales es la eliminación o disminución de cal en el agua esto se genera debido al cam-o magn,tico generado 3ue disuelve el cal esto -uede ser usado en algunas -lantas de tratamiento de aguas "a 3ue el uso de cal en el agua es mu" normal -ara -oder tratarlas -ero el cal no se disuelve com-letamente en algunas ocasiones. 96li: /avart M,dico " físico franc,s nacido en Mezi
Jean Baptiste Biot Dean'4a-tiste 4iot fue un físico astrónomo " matemtico franc,s. 8ació el ?$ de abril de $%%L en París " falleció el ) de febrero de $(*? en la misma ciudad. 1studió en la escuela -olit,cnica de París " fue -rofesor de la universidad de 4eauvais " del colegio de Francia. 1n $(2L /unto con Ga" !ussac realizó la -rimera ascensión en
globo -ara medir la com-osición de la alta atmósfera " el valor del cam-o magn,tico terrestre. Dean'4a-tiste 4iot fue la -rimera -ersona en descubrir las -ro-iedades ó-ticas nicas de la mica " del mineral basado en la mica denominado biotita el nombre del mineral se -uso en su 9onor+. ; comienzos del siglo 7 estudió la -olarización de la luz cuando -asa a trav,s de soluciones 3uímicas. Gracias a su colaboración con el físico F,li= @avart $%B$'$(L$+ elaboró la !e" de 4iot'@avart 3ue describe cómo se genera un cam-o magn,tico mediante una corriente el,ctrica estacionaria. 1n $(2L elaboró un globo " ascendió con Dose-9 Ga"'!ussac a una altura de cinco Eilómetros en lo 3ue sería las -rimeras investigaciones sobre la atmósfera terrestre. !a magnitud adimensional en termodinmica se conoce como nmero de 4iot. 1n 9onor a sus descubrimientos 4iot es una de las -ersonas 3ue -osee el 9onor de tener su nombre en un crter de la !una.
Le; de Biot%/avart Poco des-u,s de 3ue Hans 69ristian Oersted descubriera en $(?2 3ue la agu/a de una br/ula era desviada -or un conductor 3ue conducía corriente Jean Baptiste Biot ; 9eli: /avart conclu"eron 3ue un conductor 3ue conduce una corriente estable e/ercía una fuerza sobre un imn. ; -artir de sus resultados e=-erimentales 4iot " @avart llegaron a una e=-resión 3ue brinda el cam-o magn,tico en algn -unto en el es-acio en t,rminos de la corriente 3ue -roduce el cam-o ;l mostrar un -lano M atravesando -or un conductor rectilíneo 3ue lleva una corriente de intensidad 7 en un sentido indicado. 6onsiderando una -e3ueña longitud l del conductor la corriente 3ue -asa a trav,s de este elemento de longitud origina en un -unto P situado a la distancia r una inducción magn,tico elemental 6u"o módulo viene dado -or la siguiente ecuación llamada le; de Biot% /avart>
1l sentido del vector -uede determinarse a-licando la regla del -ulgar. 1ste vector es -er-endicular al -lano 3ue determina r " l. de Biot%/avart no !a le; -uede determinarse e=-erimentalmente -or3ue es im-osible aislar un -e3ueño elemento l.de corriente -ero se considera verdadera -or3ue al a-licarla a circuitos com-letos los resultados obtenidos son correctos. 1s im-ortante observar 3ue la le; de Biot%/avart -ro-orciona el cam-o magn,tico en un -unto sólo -ara -e3ueños elementos del conductor.
Para a-licar la le" de 4iot'@avart a un circuito com-leto se considera dic9o circuito dividido en elementos l de corriente cada uno de los cuales origina en un -unto determinado P una inducción magn,tica elemental de módulo 4. 1fectuando la sumatoria de estas inducciones elementales se obtiene el módulo 4 de la inducción magn,tica o cam-o magn,tico resultante.
Dean 4a-tiste 4iot $%%L'$(*?+ " F,li= @avart $%B$'$(L$+ establecieron -oco des-u,s de 3ue Oersted $%%%'$(&$+ divulgara su e=-eriencia 3ue al igual 3ue una carga origina un cam-o el,ctrico o una masa un cam-o gravitatorio un ele"ento de corriente genera un cam-o magn,tico. Cn elemento de corriente es la intensidad 3ue Au"e -or una -orción tangente al 9ilo conductor de longitud in:nitesimal " cu"o sentido es el de la corriente el,ctrica dl+. @u e=-resión viene dada -or 7Qdl→
!a le" de 4iot " @avart establece 3ue el cam-o magn,tico -roducido -or una corriente cual3uiera en un -unto P viene determinado -or la siguiente e=-resión>
∫
4→=0Q74QS ldl→×u→rr2 Donde' •
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4 es la intensidad del cam-o magn,tico creado en un -unto P. 2 es la -ermeabilidad magn,tica del vacío. 1n el @.7. se mide en mTEgK6?. 7 es la intensidad de corriente 3ue circula -or dl. 1n el @.7. se mide en ;m-erios ;+. dl vector en la dirección de la intensidad de corriente. 1n el @.7. se mide en metros m+. ur es un vector unitario 3ue une el elemento de corriente 7Qdl→con el -unto P donde se mide la intensidad del cam-o magn,tico 4+.
