DÍA 4: FÍSICA II

La Ley de Ampère

Conocimientos Básicos Necesarios:

Ley de Ampère (Forma Integral)

La circulación del campo magnético a lo largo de una curva cerrada plana es igual a la permeabilidad del vacío multiplicada por la corriente neta que atraviesa la superficie encerrada por la curva.

$$ \oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{encerrada} $$

Es el equivalente magnético a la Ley de Gauss para la electricidad. Si hay simetría cilíndrica (un cable infinito), nos ahorra integrar con la Ley de Biot-Savart.

Ejercicio Tipo Examen: Cable Infinito

Enunciado: Un cable recto, muy largo, transporta una corriente constante $I$. Utiliza la Ley de Ampère para determinar la magnitud del campo magnético $\vec{B}$ a una distancia radial $r$ del cable.

Paso 1: Elegir el Lazo Amperiano

Por simetría, sabemos que las líneas de campo magnético forman círculos concéntricos alrededor del cable. Dibujamos una circunferencia de radio $r$ centrada en el cable. En cualquier punto de este lazo, el campo $B$ es constante y paralelo al vector de desplazamiento $d\vec{l}$.

Paso 2: Calcular la Circulación de $\vec{B}$

$$ \oint_C \vec{B} \cdot d\vec{l} = B \oint_C dl = B(2\pi r) $$

Paso 3: Aplicar Ampère y Despejar $B$

La corriente total que atraviesa nuestro lazo circular es simplemente $I$.

$$ B(2\pi r) = \mu_0 I $$ $$ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} $$

Conclusión: El campo magnético decae inversamente proporcional a la distancia del cable. Una demostración de 3 líneas gracias a las integrales de contorno.