Ley de Ampere

Introducción

El campo magnético es generado por cargas eléctricas en movimiento, al contrario que los campos gravitatorio o electrostático no tiene fuentes o sumideros. Sus líneas de fuerza son por lo tanto cerradas y continúas en todo el espacio, esto supone que el flujo de campo magnetico a través de una superficie cerrada es siempre nulo. He aquí la ley de Gauss para el campo magnetostático.

$$ \oint_{C} \vec{B} \cdot d\vec{S} = 0 $$

La Ley de Ampere permite calcular el campo magnético generado por una corriente. Para un conductor cilíndrico infinito, es decir el típico hilo o cable. Se considera infinito para simplificar, de no ser así nos meteríamos en cálculos mas complejos. Nos centramos pues en un conductor, con propiedades ideales (macizo, densidad homogénea y longitud infinita).

Grafica2
$$ \oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{enc} $$

Queremos saber B a una distancia r del centro del conductor (de radio R), en la mayoría de los casos podremos tomar r como la distancia radial a partir de la superficie del conductor. El campo obtenido es tangencial y constante a la distancia r, siempre y cuando el medio sea también homogéneo, en este caso el vacío, por eso usamos la permeabilidad en dicho medio \( \mu_0 \).

Dentro del conductor (r < R) $$ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi R^2}\, r $$
Fuera del conductor (r > R) $$ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} $$
Ambas fórmulas se resuelven con unidades del S.I., el resultado es en Tesla(T). 1T = 10000 Gauss

Se obtiene pues, esta gráfica. El campo que más nos interesa es el externo al conductor.

Grafica1