El documento describe los diferentes tipos de campos magnéticos, incluyendo aquellos provenientes de imanes y corrientes eléctricas. Explica las leyes de Biot-Savart y Ampere, que establecen las relaciones matemáticas entre corrientes eléctricas y campos magnéticos. También cubre conceptos como el flujo magnético y la fuerza electromotriz inducida cuando el flujo varía con el tiempo.
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Los campos magnéticos se pueden clasificar de
acuerdo a su fuente de creación:
Campos magnéticos provenientes de un imán. Los
imanes son materiales que tienen la particularidad de
poseer un campo magnético permanente. Por otro lado,
hay metales que pueden “convertirse” en imanes cuando
son magnetizados por medio de un campo magnético
externo.
Campos magnéticos provenientes de corriente. Toda
carga en movimiento produce un campo magnético. Por
eso, una corriente eléctrica también produce un campo
magnético.
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Ley de
Biot-Savart
Fue establecido en una ley matemática por los
físicos franceses Jean-Baptiste Biot y Félix
Savart en 1820 quienes realizaron experimentos
cuantitativos en relación con la fuerza ejercida
por una corriente eléctrica sobre un imán
cercano.
De sus resultados experimentales, Biot y
Savart llegaron a una expresión matemática que
da el valor del campo magnético en algún punto
del espacio, en función de la corriente que dicho
campo produce. Esta es una de las dos leyes
fundamentales de la magnetostática, y es el
equivalente a la ley de Coulomb de la
electrostática.
"Biot y Savart llegaron a una
expresión matemática que da
el valor del campo magnético
en algún punto del espacio"
4. Relacionan los campos magnéticos con las
corrientes que lo crean
Esta ecuación sirve para calcular el campo
magnético producido por cualquier
5. Campo Magnético Producido por
una corriente rectilínea.
La circulación del campo
magnético a lo largo de una línea
cerrada es equivalente a la suma
algebraica de las intensidades de la
corrientes que atraviesan la superficie
delimitada por la línea cerrada,
multiplicada por la permitividad del
medio.
Basado en los principios de la ley de Ampere
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6. Campo magnético producido por
un conductor rectilíneo
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El modulo del campo magnético
producido por una corriente rectilínea
en un punto P a una distancia R es:
Las líneas de campo entran y
salen de la pantalla, describiendo
una circunferencia
7. Campo magnético por una corriente eléctrica que
circula por una espira en el centro de la misma.
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8. 8
B en el eje de una espira de corriente
En el caso de un punto situado a
una distancia X del centro de la
espira y que esta ubicado en el eje,
que pasa perpendicularmente por el
centro de la misma, aplicando la ley
de Biot – Savart, que aforma que el
campo magnético B producido por
una corriente I se obtiene de la
siguiente forma:
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El flujo de campo magnético está relacionado con el
número de líneas de campo magnético que atraviesan
determinada superficie de área A. Como se muestra en
la siguiente figura. Cuánto mayor sea el número de
líneas de campo, mayor será el valor del flujo
magnético.
Flujo de Campo Magnético
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Fórmula del Flujo Magnético
En la figura anterior, N es una recta normal a la
superficie y forma un ángulo θ con el vector inducción
magnética B. El flujo del vector inducción
magnética Φ a través de la superficie plana de área A
se define por la expresión:
12. Fuerza Electromotriz inducida
Supongamos que se coloca un conductor eléctrico circular
en una región en la que hay un campo magnético, si el flujo a
través del circuito varia con el tiempo, se puede observar una
corriente inducida mientras el flujo esta variando. Esto se
representa matemáticamente de la siguiente forma:
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La fuerza electromotriz inducida f.e.m, depende de la rapidez
de la variación del flujo del campo magnético con el tiempo.
