Todos hemos visto imanes y nos gusta mucho jugar con ellos. También hemos visto cómo el mismo lado de los imanes se repele. Pero, el campo magnético es el campo de la corriente que atrae y repele al imán. Además, en este tema, aprenderás sobre el campo magnético, la fórmula del campo magnético, su derivación y ejemplos resueltos.
Campo magnético
Cuando una corriente eléctrica pasa por un cable, crea un campo magnético a su alrededor. Además, este campo magnético forma círculos concéntricos alrededor del cable. Además, la dirección del campo magnético depende de la dirección de la corriente.
Además, podemos determinarlo utilizando la “regla de la mano derecha”, apuntando con el pulgar de la mano derecha en la dirección de la corriente. Además, la dirección del campo magnético se alinea en la dirección de los dedos enroscados. Y la magnitud del campo depende de la cantidad de corriente y de la distancia al cable portador de carga.
Fórmula del campo magnético
La fórmula del campo magnético contiene la constanteμ0. Se conoce como permeabilidad del espacio libre y tiene un valorμ0 = 4π×10-7(T⋅m/ A). Además, la unidad de un campo magnético es el Tesla (T).
Derivación de la fórmula
B = se refiere a la magnitud del campo magnético en Tesla (T)
μ0 = se refiere a la permeabilidad del espacio libre (4π×10-7T⋅m/A)
I = se refiere a la magnitud de la corriente eléctrica en amperios (A)
r = se refiere a la distancia en metros (m)
Ejemplos de ejercicios resueltos sobre el campo magnético
Ejemplo 1
Halla la magnitud del campo magnético que se encuentra a 0,10 m de un cable que lleva una corriente de 3,00 A. Además, la corriente tiene una dirección vectorial fuera de la página (o pantalla), entonces ¿Cuál es la dirección del campo magnético?
Solución:
Utilizando la fórmula calculamos el campo magnético:
Por tanto, la magnitud del campo magnético es de 6,00 ×10-6T. Además, también puede escribirse como 6,00μT (micro-Tesla).
Además, la dirección del campo magnético se puede determinar utilizando la “regla de la mano derecha”, apuntando con el pulgar de la mano derecha en la dirección de la corriente. Además, la dirección del campo magnético se alinea en la dirección de tus dedos enroscados. Además, la corriente tiene una dirección vectorial fuera de la página, por lo que tus dedos se curvarán en la dirección contraria a las agujas del reloj. Por lo tanto, las líneas del campo magnético apuntan en la dirección contraria a las agujas del reloj, formando círculos alrededor del cable.
Ejemplo 2
Supongamos que la magnitud de un campo magnético a 2,00 m de un alambre es de 10,0 nT (nano-Tesla), entonces, ¿cuál será la corriente eléctrica transportada por el alambre?
Solución:
En primer lugar, reordena la fórmula del campo magnético para encontrar la magnitud de la corriente eléctrica
Además, la magnitud del campo magnético se da en nano-Tesla. Además, el prefijo nano significa 10-9, y 1 nT = 10-9 T. Así pues, la magnitud del campo a la distancia especificada es:
Ahora la magnitud del cable es:
Así, la magnitud de la corriente eléctrica en el cable es de 0,100 A.