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Unidad 10. Ley de Ampère. Solenoides y
toroides
Física 2
Basado en Bauer/Westfall 2011 y Ohanian/Markert, 2009
El alambre recto conduce una
corriente I grande, y hace que las
pequeñas partículas de hierro formen
figuras circulares.
a) Dos alambres largos y paralelos conducen corrientes opuestas
b) Líneas de campo magnético de los alambres
La ley de Ampère
Trayectoria circular de radio r alrededor de un alambre largo y recto que conduce una corriente I. Esta
trayectoria circular coincide con una línea de campo magnético, y el campo magnético siempre es tangente a
esta trayectoria
La ley de Ampère
Una trayectoria cerrada en un campo magnético. El área (naranja) dentro de la trayectoria intercepta algunas corrientes que pasan por los alambres o por otros conductores
La ley de Ampère
La ley de Ampère
Líneas de campo circulares para el campo magnético en el interior de un alambre largo y recto de radio R. La trayectoria que se usa para aplicar la ley de Ampère sigue una de esas líneas de campo, de radio r
La ley de Ampère
La ley de Ampère
La ley de Ampère
Líneas de campo magnético para un anillo de corriente
La ley de Ampère
Líneas de campo magnético de un anillo de corriente, visibles con ayuda de limaduras de hierro
La ley de Ampère
Dirección del campo magnético en el centro de un anillo de corriente
La ley de Ampère
Solenoides
Bobina de Helmholtz
Solenoides
Determinación de campo magnético en Solenoides
Solenoides
Líneas de campo magnético de un solenoide ideal, muy
largo. La trayectoria para aplicar la ley de Ampère es un
cuadrado de lado I
Campo magnético en el interior de un solenoide
Solenoides
Cuadrado Rectangular Irregular
Todos los solenoides largos producen campos magnéticos iguales y uniformes
Ejemplo: Un solenoide tiene un campo magnético de magnitud 0.50 T cuando conduce una corriente de 400 A. El solenoide mide 8.0 m de longitud.
¿Cuál es el número de vueltas en este solenoide, en el supuesto de que es ideal?
Toroide o imán toroidal
𝐵 =𝜇0𝑁𝐼
2𝜋𝑟
Toroide o imán toroidal
𝐵 =𝜇0𝑁𝐼
2𝜋𝑟
Ejemplo: Un imán toroidal hecho con 202 m de alambre de cobre es capaz de conducir una corriente de magnitud I = 2.40 A. El toroide tiene un radio medio R = 15.0 cm y el diámetro de su sección transversal es d = 1.60 cm.
¿Cuál es el mayor campo magnético que puede producirse en el radio medio del toroide, R?
Ejercicio: Dos solenoides tienen la misma longitud, pero el solenoide 1 tiene 15 veces el número de vueltas, 1/9 de radio y 7 veces la corriente del solenoide 2. Calcule la razón del campo magnético dentro del solenoide 1 al campo magnético dentro del solenoide 2. a) 105 b) 123 c) 144 d) 168 e)197
a) Un electroimán con dos bobinas
b) Un electroimán con polos de hierro
Solenoides y electroimanes
Fuerza magnética sobre un cable
Torca sobre una espira de corriente
Ejercicio 1
Efecto Hall y potencial de Hall
Ejercicio 2 Se usa una sonda de Hall para medir la magnitud de un
campo magnético constante. La sonda Hall es una cinta
de cobre de altura h, de 2.00 mm. Se mide un voltaje de
0.250 V a través de la sonda cuando por ésta circula
una corriente de 1.25 A
¿Cuál es la magnitud del campo magnético?
Ejercicio para practicar
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