Fisica General Burbano

488 EL CAMPO MAGNÉTICO
XXI – 18. Acciones entre corrientes. Amperio absoluto
CORRIENTES ELÉCTRICAS DEL MISMO SENTIDO SE ATRAEN. En efecto: la corriente M de intensidad I
(Fig. XXI-40a) crea en el punto P del conductor N un campo magnético, de inducción B P
perpendicular
al plano del dibujo y hacia el interior. Sobre el conductor N actuará, por lo tanto, una fuerza
perpendicular al plano formado por I′ y B P
; la fuerza estará situada en el plano del dibujo. La
aplicación de la regla del producto vectorial, nos indica que el sentido de tal fuerza F P
es hacia la
izquierda.
Por otra parte, la corriente N, crea en el punto Q del conductor M, un campo magnético, de inducción
B Q
perpendicular al plano del dibujo, y hacia el exterior. Sobre el conductor M, por aplicación
de las mismas leyes, determinamos la existencia de la fuerza F Q
.
Las fuerzas F P
y F Q
, tienden a mover los conductores en el sentido de su atracción.
Fig. XXI-40.– Acciones mutuas entre
corrientes.
Fig. XXI-41.– Campo magnético de
un solenoide.
Fig. XXI-42.– Solenoide práctico.
Fig. XXI-43.– Solenoide cerrado.
CORRIENTES ELÉCTRICAS DE SENTIDO CONTRARIO SE REPELEN. En efecto (Fig. XXI- 40b) la corriente
M, crea en P una inducción magnética B p
, análoga a la del caso anterior; la fuerza que actúa sobre
N es F P
. La corriente N crea en Q una inducción magnética B Q
hacia el interior del dibujo; la fuerza
que actúa sobre M, es F Q
.
Las fuerzas F Q
y F P
, tienden a mover los conductores en el sentido de su repulsión.
Si el conductor M es indefinido, la inducción B P
= m I/2 p a, siendo a la distancia entre los
conductores. El conductor N está, así, en el seno de tal campo magnético y una longitud l del mismo
estará sometida a una fuerza de valor:
m0
I
F = BP
I′ l =
a I ′
2 p
l
En la aplicación de la fórmula de la fuerza de Lorentz hemos tenido en cuenta la constancia de
B P
para la longitud l y su perpendicularidad a N.
Si en la expresión anterior hacemos a = l = 1 m e I = I′=1 A, siendo el vacío el medio en que
están los conductores (m 0
= 4 p/10 7 ), obtenemos:
4 p
F =
= 2 × 10
7
10 × 2 p
Pudiéndose definir la unidad patrón de intensidad: AMPERIO, como la intensidad de una corriente
que circulando por dos conductores rectilíneos muy largos y paralelos, situados en el vacío, a la
distancia de 1 metro, produce en cada metro de uno de ellos una fuerza de 2 × 10 –7 newtons.
PROBLEMAS: 42y 43.
XXI – 19. Solenoides.
Un solenoide está constituido por una serie de circuitos iguales, colocados paralelamente, por
los que circula la misma corriente eléctrica en el mismo sentido.
Un solenoide se comporta como un imán, ya que posee una cara N en uno de sus extremos y
una cara S en el otro; las líneas de campo tienen la forma y sentido indicado en la Fig. XXI-41,
como se puede demostrar colocando magnetómetros en el interior y exterior del solenoide y observando
su orientación.
Un solenoide práctico (Fig. XXI-42) está formado por un hilo arrollado en espiral por el que
circula una corriente; la corriente espiral se puede considerar formada por un conjunto de corrientes
paralelas y una rectilínea, consiguiéndose la anulación de las acciones magnéticas de ésta haciendo
retornar al hilo hasta su punto de partida.
Si construimos un solenoide cerrado como el de la Fig. XXI-43 y hacemos circular por él una
corriente eléctrica se crea en su interior un campo magnético, lo que nos demuestra que no es necesaria
la existencia de «polos» para que exista campo magnético.
XXI – 20. Orientación de un solenoide recto en un campo magnético. Momento
magnético de un solenoide.
Sobre cada una de las espiras del solenoide actúa un par cuyo momento es: N 1
= BIAsen j
(párrafo XXI-7). Los momentos que actúan sobre cada espira se suman aritméticamente por su
coincidencia en dirección y sentido (perpendicularmente al papel y hacia el interior, en el caso de la
Fig. XXI-44); si el solenoide tiene n espiras, el momento que actúa sobre él es: N = nIABsen j.
El solenoide, si es libre, gira hasta una posición en la que N = 0. Ninguno de los factores puede
serlo, excepto sen j, es decir j = 0 ó j = 180º, colocándose el eje del solenoide en la dirección
de las líneas de campo. El primer caso (líneas de campo entrando por la cara S) corresponde a un
equilibrio estable y el segundo (líneas de campo entrando por la cara N) a equilibrio inestable,
bastando un pequeño movimiento para que el solenoide gire 180º y adquiera la posición de equilibrio
estable.
El momento total que actúa sobre el solenoide lo podemos expresar de la forma:
N = n I A × B
−7
N
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