Electromagnetismo I

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ELECTROMAGNETISMO I
FÍSICA
OBJETIVOS
❑ Conocer y comprender la relación que existe entre el 
magnetismo y la corriente eléctrica.
❑ Representar e identificar las características de un campo 
magnético, graficando las líneas de inducción de dicho 
campo.
❑ Determinar la Inducción magnética en un punto de 
acuerdo a las formas de los conductores que 
transportan corriente eléctrica.
Sabias que una brújula nos 
señala el Norte de la Tierra. 
Pero ¿Por qué?
¿Sabias que el magnetismo 
permite que las tarjetas de 
crédito almacene información?
Gracias al electromagnetismo los 
trenes de levitación alcanzan altas 
velocidades. 
La resonancia magnética nos permite 
examinar de manera no invasiva el 
interior del cuerpo humano, a partir de 
la manipulación electromagnética.
Magnetismo.
Hace mas de 2000 años los griegos descubrieron que ciertas
piedras tenían la propiedad de atraer trocitos de hierro. A
esta propiedad que presentan los cuerpos se le denomina
magnetismo.
A los cuerpos que manifiestan esta propiedad de manera
natural se les llama imanes naturales y aquellos que adquirían
dicha propiedad de manera artificial se les llama imanes
artificiales.
Esta propiedad es mas intensa en los extremos, es por ello
que a sus extremos se les da el nombre de polos magnéticos
Polo 
magné
tico
Polo 
magné
tico
Imán de barra Limaduras 
de hierro
Características de los imanes
a) Una aguja imantada que pueda girar libremente,
siempre se orienta en la dirección NORTE – SUR
GEOGRÁFICO
NORTE 
GEOGRÁFICO
SUR 
GEOGRAFICO
POLO NORTE
POLO SUR
Una aplicación de
esta propiedad es la
Brújula, que permitió
trazar mapas y
realizar grandes
viajes.
b) De acuerdo a su forma a los imanes se les asocia
un nombre
Barra 
imantada
S
N
Aguja 
imantada
NS
Imán en forma 
de herradura
Imán en forma 
de cilindro
Ns
c) Es imposible separar los polos de un imán. Un
imán es un dipolo magnético.
Inseparabilidad de 
los polos 
magnéticos
La interacción a distancia sugiere la existencia de un campo
magnético
d) Los polos magnéticos de dos imanes interactúan, de
tal forma que Polos iguales se repelen y Polos diferentes
se atraen
Campo magnético
Es el medio que se asocia a todo cuerpo imantado y
permite la transmisión de las interacciones magnéticas
Representación del CAMPO MAGNETICO
Para representar al campo magnético se emplean unas
líneas imaginarias llamadas líneas de inducción magnética,
fueron creadas por MICHAEL FARADAY al observar las
figuras que forman pequeñas limaduras de hierro al ser
colocadas alrededor de imanes
Líneas de inducción magnética
Cada línea es tal que las
agujas magnéticas
colocadas en algún punto
de ella se orientan
tangencialmente a dicha
línea siguiendo la
orientación de norte a sur.
NS
Inducción magnética (𝑩𝑷)
En una magnitud vectorial que nos caracteriza la
intensidad del campo magnético. En cada punto del
espacio se representa tangente a las líneas de inducción
magnética y tienen la misma orientación. Su unidad de
medida en el S.I es el TESLA (T)
𝐵𝑃
M
P
𝐵𝑀
Propiedad
En zonas donde las líneas de 
inducción están mas juntas, el 
campo magnético es mas intenso: 
𝐵𝑀 > 𝐵𝑃
En 1820 Hans Christian Oersted descubrió la relación entre la electricidad y el 
magnetismo.
Experiencia de Oersted
N
S
I
O
E
GIRO
Al pasar una corriente eléctrica por
un alambre, la aguja magnética
gira.
Si la corriente desaparece la aguja
vuelve a su orientación inicial.
Si la corriente pasa en la dirección
opuesta, la aguja gira en sentido
contrario.
Conclusión:
“Todo conductor por el que fluye una corriente eléctrica genera a su 
alrededor un campo magnético”.
Inducción magnética
N
S
O
E
I = 0
Campo magnético alrededor de un conductor
rectilíneo.
Alrededor de un conductor las líneas de inducción son
circunferencias concéntricas contenidas en planos
perpendiculares al conductor.
El sentido de las líneas de inducción se obtiene con la regla de
la mano derecha.
REGLA DE LA MANO DERECHA.
1) El pulgar apunta en el sentido de la corriente eléctrica.
B
I
2) El giro de los dedos indica el sentido de las líneas de inducción.
1
2
Vista superior Vista Inferior
𝐼𝑠𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
R
𝐵
X
𝐼𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒
R
𝐵
La corriente sale del plano ⊙ y
las líneas de inducción se
orientan en sentido antihorario
La corriente entra al plano ⊗
y las líneas de inducción se
orientan en sentido horario
Vista superior
Vista Inferior
B B
I
Vector 
saliente
Vector 
entrante
Vista frontal
Ley de Biot – Savart – Laplace.
Establecieron una relación matemática para obtener la inducción
magnética en un punto alrededor de un conductor con corriente.
1) Para la inducción magnética (B ) debido a un conductor
rectilíneo e indefinido (infinito o de gran longitud):
B
𝑑
I
Matemáticamente:
𝐵 =
𝜇𝑂𝐼
2𝜋𝑑
Unidad en el S.I.:
Tesla ( 𝑇 )
𝜇𝑂 : Permeabilidad magnética del medio. Su valor depende del
medio que rodea al conductor.
Para el aire o vacío: 𝜇𝑂 = 4𝜋 𝑥 10
−7
𝑇𝑚
𝐴
𝑑: distancia (m).
𝐼: Intensidad de corriente eléctrica (A).
Donde: B D.P. I
B I.P. d
Semestral Intensivo Virtual San Marcos
APLICACIÓN 01:
Si un conductor muy largo transporta una
corriente eléctrica de 5 A, calcule la distancia
desde el conductor, donde la magnitud del campo
magnético es 0,5 𝑥 10−7 𝑇 . Considere que la
permeabilidad del espacio libre es
4𝜋 𝑥 10−7 𝑇𝑚/𝐴.
RESOLUCIÓN:
Piden la distancia "𝑑" donde la magnitud del campo
magnético es 0,5 𝑥 10−7 𝑇
B
I
𝑑
𝐵 =
𝜇𝑂𝐼
2𝜋𝑑
0,5 𝑥 10−7 =
(4𝜋 𝑥 10−7)(5)
2𝜋𝒅
1
2
=
(4)(5)
2𝒅
𝑑 = 20𝑚
2) Para puntos colineales con el conductor:
M
N
P
La inducción magnética es nula:
BM = 0 BN = 0 BP = 0
I
3) Para un conductor en forma de circunferencia. (espira
circular de corriente).
X
Z
Y
I
O
r
BO
En el centro
de la espira:
𝐵𝑂 =
𝜇𝑂𝐼
2𝑟
4) Para un conductor en forma de arco de circunferencia
de ángulo θ y radio r:
X
Z
YO
r
θ
BO
I
En el punto O: 𝐵𝑂 =
𝜇𝑂𝐼
4𝜋𝑟
𝜃
θ en rad
𝑟 = 2𝑚
Semestral Intensivo Virtual San MarcosAPLICACIÓN 02:
Hans C. Oersted, físico y químico
danés, conocido por haber
descubierto de forma experimental
la relación física entre la
electricidad y el magnetismo,
propuso que al pasar corriente
eléctrica por un cable conductor,
alrededor de este se establece un
campo magnético rotacional. A
continuación se muestra un
conductor que transportan la
corriente 𝐼 = 10𝐴 . Determine la
magnitud de la inducción magnética
en O.
RESOLUCIÓN:
Debemos segmentar al conductor en 3
partes:
- 2 conductores rectos
- 1 conductor circular.
Y luego calcular la inducción de cada
conductor en “O”.
1
2
3
Conductores rectos:
1 3
𝑟 = 2𝑚
𝑂
𝐵1 = 0 𝐵3 = 0
Conductor circular:
2
𝑂
𝑟 = 2𝑚
𝐵2 =
𝜇𝑂𝐼
4𝜋𝑟
𝜃
𝐵2 =
(4𝜋 𝑥 10−7)(10)
(4𝜋)(2)
(𝜋)
𝜃 = 𝜋𝑟𝑎𝑑
𝐵2 = 5𝜋 𝑥 10
−7𝑇
𝐵2 = 0,5𝜋 𝜇𝑇
En (1):
𝐵𝑂 = 𝐵1 + 𝐵2 + 𝐵3
𝐵𝑂 = 0 + (0,5𝜋) + 0
𝐵𝑂 = 0,5𝜋𝜇𝑇
𝐵𝑂 = 𝐵1 + 𝐵2 + 𝐵3 ….(1)
w w w . a d u n i . e d u . p e