¿Cuáles son las tres características de un campo magnético producido por una corriente?
Un conductor eléctrico -atravesado por una corriente- está rodeado por un campo magnético circular (campo de Foucault). Si el hilo conductor recto se enrolla ahora en un bucle conductor circular, las líneas del campo de Foucault se solapan de tal manera que forman un dipolo magnético (con estructura de polo norte/polo sur). La intensidad del campo magnético generado puede aumentarse enrollando las bobinas, tal como se utilizan en las pruebas de corrientes de Foucault como elementos de sonda, con un mayor número de vueltas de bobina. Al aumentar la longitud de las bobinas, su campo magnético se parece cada vez más al de los imanes permanentes en forma de varilla.
El campo magnético exterior de la bobina penetra en el objeto de ensayo conductor de la electricidad. Como la bobina es atravesada por una corriente alterna, se inducen corrientes circulares cerca de la superficie del objeto de ensayo, que se denominan corrientes de Foucault. Estas corrientes de Foucault circulan en sentido contrario al de la corriente de la bobina y, en cierto sentido, pueden entenderse como la imagen especular de la corriente de la bobina. A su vez, las corrientes de Foucault están rodeadas por un campo magnético de Foucault.
Campo magnético en un punto a partir de un hilo
El efecto Hall es el fenómeno por el cual se produce una diferencia de tensión (denominada tensión Hall) a través de un conductor eléctrico, transversal a la corriente eléctrica del conductor, cuando se aplica un campo magnético perpendicular a la corriente del conductor.
Cuando existe un campo magnético que no es paralelo al movimiento de las cargas móviles dentro de un conductor, las cargas experimentan la fuerza de Lorentz. En ausencia de dicho campo, las cargas siguen una trayectoria aproximadamente recta, colisionando ocasionalmente con impurezas.
En presencia de un campo magnético con una componente perpendicular, las trayectorias que siguen las cargas se curvan de tal forma que se acumulan en una cara del material. En la otra cara, queda un exceso de carga opuesta. Así, se crea un potencial eléctrico mientras la carga fluye. Esto se opone a la fuerza magnética, eventualmente hasta el punto de cancelación, resultando en el flujo de electrones en una trayectoria recta.
Efecto Hall para los electrones: Inicialmente, los electrones son atraídos por la fuerza magnética y siguen la flecha curva. Eventualmente, cuando los electrones se acumulan en exceso en el lado izquierdo y están en déficit en el derecho, se crea un campo eléctrico ξy. Esta fuerza se vuelve lo suficientemente fuerte como para anular la fuerza magnética, de modo que los futuros electrones siguen una trayectoria recta (en lugar de curva).
Fórmula del campo magnético alrededor de un hilo
En este explicativo aprenderemos a calcular el campo magnético producido por una corriente en un alambre recto.Sabemos que una carga, o corriente, en movimiento produce un campo magnético. Una sección larga y recta de alambre que lleva una corriente
La intensidad del campo magnético resultante, , se puede encontrar a cualquier distancia y se muestra en el gráfico siguiente.
Practiquemos con la ecuación del campo magnético debido a un cable recto portador de corriente.Ejemplo 1: Cálculo del campo magnético debido a una corriente en un cable rectoUn cable largo y recto en una central eléctrica industrial transporta una corriente continua de
Ejemplo 2. Determinación de una proporcionalidad para la corriente Determinación de una proporcionalidad para el campo magnético debido a una corriente en un cable rectoUn cable largo y recto transporta una corriente continua, que produce un campo magnético de intensidad
=2(0.018)1.2×104×10⋅/=10.8.mTTmAARounding al amperio más cercano, hemos encontrado que la corriente en el cable es de 11 A.Hasta ahora, sólo nos hemos ocupado de la magnitud, o fuerza, de un campo magnético debido a la corriente en un cable. Sin embargo,
Campo magnético de un hilo finito
Ya hemos visto que si fluye corriente eléctrica por un conductor, se crea un campo magnético asociado alrededor del alambre. De forma similar, si movemos un alambre dentro de un campo magnético se generará una corriente eléctrica en el alambre.
La corriente se produce en un conductor cuando se mueve a través de un campo magnético porque las líneas de fuerza magnéticas están aplicando una fuerza sobre los electrones libres del conductor y haciendo que se muevan. Este proceso de generar corriente en un conductor colocándolo en un campo magnético cambiante se denomina inducción. Se llama inducción porque no hay conexión física entre el conductor y el imán. Se dice que la corriente es inducida en el conductor por el campo magnético.
Un requisito para que se produzca esta inducción electromagnética es que el conductor, que suele ser un trozo de alambre, debe ser perpendicular a las líneas de fuerza magnéticas para producir la máxima fuerza sobre los electrones libres. La dirección en la que fluye la corriente inducida viene determinada por la dirección de las líneas de fuerza y por la dirección en la que se mueve el alambre en el campo. En la animación anterior, el amperímetro (el instrumento utilizado para medir la corriente) indica cuándo hay corriente en el conductor.