Campo Eléctrico y Campo Magnético en un conductor.

Calif. 100Profesora: Rosa María Martínez Galván.

Alumnos:

Eduardo García Carrasco Erick Barrios González Macario Gaspar Gaspar.

Materia: Telecomunicaciones

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CAMPO ELÉCTRICO.

Un campo eléctrico es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas (la causa del flujo eléctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.

Los campos eléctricos estáticos (también conocidos como campos electrostáticos) son campos eléctricos que no varían con el tiempo (frecuencia de 0 Hz). Los campos eléctricos estáticos se generan por cargas eléctricas fijas en el espacio, y son distintos de los campos que cambian con el tiempo, como los campos electromagnéticos generados por electrodomésticos, que utilizan corriente alterna (AC) o por teléfonos móviles, etc.

Los campos eléctricos se producen por cargas eléctricas que crean un voltaje o tensión, de manera que su magnitud crece cuando el voltaje aumenta. Se denota por la letra E. Las unidades del campo eléctrico son voltios por metro (que se denota por V/m).

En la gráfica siguiente se muestra un esquema de una carga creando un campo eléctrico en todas las direcciones.

• Los campos creados por cargas estáticas disminuyen con el cuadrado de la distancia.

• Las cargas de signo iguales se repelen y de signos contrarios se atraen.

• Las cargas en movimiento crean campo eléctrico y también magnético. Sus características son, en general, diferentes al campo creado por cargas estáticas

Campo Eléctrico: Superficie del Conductor

El hecho de que el conductor esté en equilibrio, supone una restricción importante en este problema. Nos indica que el campo es perpendicular a la superficie, puesto que de otra manera ejercería una fuerza paralela a la superficie y produciría un movimiento de cargas. Del mismo modo nos indica que el campo en el interior del conductor es cero puesto que de lo contrario, las cargas estarían moviéndose y no habría equilibrio.

Una importante aplicación de la ley de Gauss es el examen de la naturaleza del campo eléctrico cerca de la superficie del conductor. Considere una superficie gausiana cilíndrica orientada perpendicular a la superficie. Se puede ver que la contribución al flujo eléctrico solamente es a través de la parte superior de la superficie gausiana. El flujo está dado por

y el campo eléctrico es simplemente

Aunque es cierto solo estrictamente para un conductor infinito, nos indica el valor límite según nos acercamos a cualquier conductor en equilibrio

CAMPO MAGNÉTICO.

Los campos magnéticos son el resultado del flujo de corriente a través de los conductores o los dispositivos eléctricos y es directamente proporcional a esa corriente; a más corriente más campo magnético. Se denota por la letra B. Las unidades del campo magnético son Gauss (G) o Tesla (T). La unidad G es una reminiscencia de un sistema de unidades (el sistema cegesimal) bastante en desuso, pero que por historia se sigue usando en algunos ambientes. Siempre que podamos utilizaremos la unidad Tesla.

En el siguiente esquema se muestra el campo magnético creado por una corriente

El campo magnético está creado por cargas en movimiento

Su dependencia con la distancia depende de la configuración geométrica de la fuente (1 hilo conductor, 2 hilos etc.)

Los imanes también crean un campo magnético

Campo magnético creado por un conductor rectilíneo

Una vez establecido que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos, interesó establecer expresiones operativas que permitan calcular el campo creado por algunos tipos de corriente. Lógicamente, después de la experiencia de Oersted, el primer caso que se estudió fue la corriente rectilínea.

El resultado de la experiencia de Oersted indica que el campo magnético producido por una corriente rectilínea es perpendicular a dicha corriente. Además, el magnetismo natural muestra que las líneas de fuerza son cerradas en todas las experiencias. Por lo tanto, teniendo en cuenta la

geometría de la situación, es lógico plantear que las líneas del campo deben ser circunferencias contenidas en planos perpendiculares a la corriente y con el centro en el conductor. La veracidad de esta hipótesis se puede comprobar sencillamente colocando una brújula en diversas posiciones alrededor de la corriente o espolvoreando en un plano perpendicular a la corriente limaduras de hierro, que se imantan y dibujan las líneas del campo magnético.

Se constata también que el sentido de las líneas del campo magnético verifica respecto del de la corriente la llamada regla de la mano derecha o de cualquier rosca (como la de un tornillo o un sacacorchos), que ilustra el dibujo adjunto. Esta regla tiene en cuenta que, como es lógico, si se invierte el sentido de la corriente eléctrica, también se invierte el sentido de circulación del campo magnético.

Intensidad de campo entre dos conductores rectilíneos paralelos

Si en lugar de tener un conductor, disponemos dos conductores rectilíneos paralelos con corrientes que circulan en el mismo sentido los campos generados son dos vectores que van en la misma dirección y sentidos opuestos, por lo cual, para componerlos habrá que restarlos; mientras que si las corrientes circulan es sentidos opuestos habrá que sumarlos.

Fuentes:

http://ocw.uv.es/ciencias/1-4/1clase02.pdf

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/gausur.html

http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/contaminacion-electromagnetica-medioambiental/material-de-clase-2/apuntes_2.pdf

http://elfisicoloco.blogspot.mx/2013/02/campo-magnetico-creado-por-un-conductor.html

kimerius.com/app/download/5783170156/Campo+magnético-.pdf