Flujo actual
¿Sabías que cuando usas tu mano derecha para dar el pulgar hacia arriba o hacia abajo, estás usando un truco de física? La llamamos la regla de la mano derecha y se usa bastante en física. En este video, usaremos esta versión de la regla de la mano derecha para determinar la orientación del campo magnético generado por los cables que transportan corriente.
La corriente convencional es el flujo de portadores de carga positivos y fluye desde un potencial eléctrico alto (+) a un potencial eléctrico bajo (-). Cuando la corriente fluye, se generan bucles de campo magnético alrededor del cable como se muestra en este diagrama.
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Los campos magnéticos son vectores, por lo que apuntan en direcciones específicas. Con cables que transportan corriente, los bucles siempre son perpendiculares al flujo de corriente. Usamos flechas para representar la dirección del campo, pero a veces el campo apunta hacia adentro o hacia afuera de la pantalla. Usamos ⊗ para representar «en la pantalla», y • para «fuera de la pantalla». Piense en estos símbolos como una flecha. El punto es lo que parece la punta de la flecha cuando se mira de frente. El ⊗ parece el emplumado de la flecha, que son las paletas o plumas en el extremo opuesto de la punta cuando se mira de frente.
¿Qué son los Campos Eléctricos y Magnéticos en Física?
Regla de la mano derecha
Imagínese dibujar varias flechas en el dorso de su mano derecha que se extienden desde su muñeca hasta la punta de su dedo índice. Ahora, tome su mano derecha y haga una señal de «pulgar hacia arriba» mientras finge agarrar el cable que transporta la corriente con el pulgar apuntando en la dirección del flujo de corriente. Las flechas que imaginó dibujando en el dorso de su mano apuntan en la dirección del campo magnético alrededor del cable.
Veamos algunos ejemplos para determinar en qué dirección apunta el campo magnético en función de la dirección del flujo de corriente.
Ejemplos
Pregunta 1: Determine las direcciones del campo magnético en las ubicaciones numeradas.
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Aquí está la solución: apuntando el pulgar derecho hacia la derecha y enrollando los dedos alrededor del cable, puede decir que no hay campo magnético en los puntos 1 y 3 porque no hay corriente eléctrica en esos lugares. En la ubicación 2, sus dedos derechos salen de la pantalla, mientras que en la ubicación 4 sus dedos apuntan hacia la pantalla.
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Pregunta 2: Determine las direcciones del campo magnético en las ubicaciones numeradas.
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Antropología Psicológica: Definición, historia y campos
En la solución, su pulgar derecho apunta hacia arriba y sus dedos se enrollan alrededor del cable. En la ubicación 1, sus dedos están saliendo de la pantalla, y en la ubicación 2, sus dedos apuntan hacia la pantalla.
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Pregunta 3: Determine el campo magnético para la corriente que apunta hacia afuera de la pantalla.
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Aquí está la solución: tu pulgar derecho apunta fuera de la pantalla hacia ti mismo, como si estuvieras gesticulando y diciendo las palabras «este tipo» o «esta chica». Tus dedos derechos apuntan a la izquierda en la parte superior de el cable, hacia abajo en el lado izquierdo del cable, hacia la derecha en la parte inferior del cable y hacia arriba en el lado derecho del cable.
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Intensidad del campo magnético
Ahora que sabe cómo determinar la dirección del campo magnético, debe poder determinar la magnitud o la fuerza del campo en función de la corriente a través del cable y la distancia desde el cable. La magnitud del campo magnético se muestra en esta ecuación:
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Aquí B es el campo magnético en tesla (T), μ o es una constante llamada permeabilidad del espacio libre igual a 4π x 10 -7 tesla-metro-segundos-por-culombio (T⋅m⋅s / C), y r es la distancia desde el cable portador de corriente en metros (m).
Dado que la ecuación de la intensidad del campo magnético tiene la distancia desde el cable en el denominador, la intensidad del campo disminuye al aumentar la distancia desde el cable.
Trabajemos en otro problema: determine la fuerza del campo magnético 1 mm (0.001 m) a la derecha de un cable que transporta 500 miliamperios (0.5 A) verticalmente de arriba a abajo.
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Para encontrar la solución, introduzcamos los valores en nuestra ecuación.
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Nuestra respuesta final es:
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Debido a que los campos magnéticos son vectores, debe incluir una dirección con su respuesta. Su pulgar derecho apunta hacia abajo y sus dedos apuntan hacia afuera de la pantalla en el lado derecho del cable.
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La respuesta es 1 x 10 -4 T, fuera de la pantalla.
Solicitud
Se puede usar un multímetro especial para determinar la corriente en un cable sujetando dos mordazas alrededor del cable. La pinza mide el campo magnético generado por el cable portador de corriente y la computadora dentro del multímetro calcula la corriente. Es una forma rápida de determinar qué cables tienen amperaje y cuáles no.
Resumen de la lección
Los cables portadores de corriente generan bucles vectoriales de campo magnético alrededor del cable que disminuyen en fuerza al aumentar la distancia desde el cable.
La corriente convencional es el flujo de portadores de carga positiva de alto potencial eléctrico a bajo potencial eléctrico. La dirección de los campos magnéticos alrededor de esta corriente se puede determinar mediante la regla de la mano derecha, en la que enrollas la mano derecha alrededor del cable con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente. La corriente que sale de la pantalla está representada por •. El apuntado actual a la pantalla está representado por ⊗.
La magnitud o fuerza del campo magnético viene dada por:
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