Campo magnético de un conductor, una espira y una bobina
Un electroimán en una chatarrería de Matanzas levanta un carro entero y lo suelta apenas se corta la corriente. ¿Cómo puede un cable con corriente comportarse como un imán?
En 1820 Hans Christian Oersted notó, casi por casualidad, que una corriente eléctrica desviaba la aguja de una brújula cercana. Fue la primera prueba de que electricidad y magnetismo son dos caras del mismo fenómeno: las corrientes generan campos magnéticos, igual que los imanes. En esta página aprenderás cómo es ese campo, de qué depende y hacia dónde apunta.
El conductor recto y la regla de la mano derecha
Si espolvoreas limaduras de hierro sobre una cartulina atravesada por un cable con corriente, no se acercan al cable ni salen disparadas: dibujan círculos cerrados a su alrededor. Es el experimento de Oersted: la aguja de una brújula colocada cerca se desvía al pasar la corriente, y si invertimos el sentido de la corriente, la aguja gira al otro lado.
Practica★☆☆Sin empezar
Por un cable vertical circula una corriente eléctrica ascendente. a) Enuncia con tus palabras la regla de la mano derecha que relaciona el sentido de la corriente con el…
Por un cable vertical circula una corriente eléctrica ascendente.
a) Enuncia con tus palabras la regla de la mano derecha que relaciona el sentido de la corriente con el sentido de las líneas del campo magnético que crea.
b) Aplícala: visto desde arriba, ¿giran las líneas de campo en sentido horario o antihorario? Dibuja la situación en tu libreta.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Para comparar: el campo magnético de la Tierra, el que orienta la aguja de una brújula, es débil. Si el campo de un cable es mucho menor, la brújula casi no lo nota; por eso en el experimento de Oersted se usan corrientes apreciables y la brújula se acerca al cable.
El campo en el centro de una espira
Si curvas un conductor recto formando una circunferencia, las líneas de campo de cada tramo atraviesan juntas el hueco central en la misma dirección. ¿Hacia dónde apunta el campo en el centro?
Con la mano derecha, curva los dedos en el sentido de la corriente: el pulgar marca el sentido del campo en el centro. La cara de la espira de la que sale el campo se comporta como polo norte, y por la que entra, como polo sur (igual que un imán).
Practica★☆☆Sin empezar
Por una espira circular colocada en horizontal circula una corriente en sentido antihorario, vista desde arriba. La espira, vista desde arriba, se representa en la…
Por una espira circular colocada en horizontal circula una corriente en sentido antihorario, vista desde arriba. La espira, vista desde arriba, se representa en la figura.
a) Aplica la regla de la mano derecha e indica el sentido del campo magnético en el centro de la espira: ¿hacia arriba o hacia abajo?
b) Razona qué cara de la espira (la superior o la inferior) se comporta como polo norte.
Si alineas muchas espiras formando un tubo, las limaduras de hierro muestran líneas rectas, paralelas y muy juntas en el interior, igual que en un imán de barra. ¿De qué depende la intensidad de ese campo?
Una bobina se comporta como un imán
Un imán de barra tiene dos polos. Las líneas de su campo salen del polo norte, rodean el imán y entran por el polo sur; dentro del imán van del sur al norte, así que son líneas cerradas. Si te fijas en el dibujo, las líneas de la bobina son idénticas: salen por un extremo (polo norte), se cierran por fuera y entran por el otro (polo sur). Una bobina con corriente es un imán que puedes encender y apagar: un electroimán. Para saber cuál extremo es el norte, curva los dedos de la mano derecha en el sentido de la corriente: el pulgar apunta al polo norte.
El campo en los extremos y fuera
En los extremos las líneas se abren al salir, por eso el campo allí es más débil que en el centro del interior. Fuera de la bobina, cerca de su punto medio, las líneas van muy separadas y el campo es casi nulo.
Practica★☆☆Sin empezar
Describe el campo magnético en el interior de un solenoide largo recorrido por una corriente: a) ¿Cómo son las líneas de campo en la zona central del interior: curvas,…
Describe el campo magnético en el interior de un solenoide largo recorrido por una corriente:
a) ¿Cómo son las líneas de campo en la zona central del interior: curvas, paralelas o convergentes?
b) Al movernos por el interior, ¿el campo aumenta, disminuye o se mantiene prácticamente constante?
c) ¿Qué ocurre con el campo en el exterior, en comparación con el interior?
Vuelve al principio: la aguja de la brújula de Oersted se orientó perpendicular al cable porque las líneas de campo son circunferencias concéntricas alrededor de la corriente: la aguja se alineó con la tangente a ese círculo. Y el electroimán de la chatarrería es una bobina gigante: al pasar la corriente, sus espiras crean un campo casi uniforme que imanta el hierro del carro; al cortarla, el campo desaparece y lo suelta.
Resumen
¡A practicar! 3 ejercicios de nivel fácil en este apartado