Si un alambre se curva para darle la forma de una
espira y sus extremos se conectan a una fuente de comente, como aparece en la
figura 29.22a, se establece un campo magnético semejante al de un imán de
barra. La regla del pulgar de la mano derecha seguirá siendo muy útil para
conocer la dirección del campo de una manera aproximada, pero en este caso las
líneas de flujo no serán de forma circular. La densidad de flujo magnético
varía considerablemente de un punto a otro.
La inducción magnética en el centro de una espira circular de radio r que transporta una corriente I se calcula por medio de esta expresión:
La dirección B es perpendicular al plano de la
espira. Si el alambre forma parte de una bobina con N vueltas, la
ecuación (29.13) adopta esta forma:
Un solenoide consiste en un devanado de
muchas vueltas de alambre, enrolladas en forma helicoidal, como se muestra en
la figura 29.23. La inducción magnética en el interior de
Un solenoide consiste en un devanado de
muchas vueltas de alambre, enrolladas en forma helicoidal, como se muestra en
la figura 29.23. La inducción magnética en el interior de
Un solenoide se construye devanando 400 vueltas de
alambre en un núcleo de hierro de 20
cm. La permeabilidad relativa del hierro es de 13 000.
¿Qué corriente se requiere para producir una inducción magnética de 0.5 T en el
centro del solenoide?
Plan: Dado que se nos proporcionó la permeabilidad relativa,
necesitamos multiplicar por µ0
para encontrar el valor de µ que usaremos en la ecuación (29.16), lo
cual nos permitirá resolver para la corriente I.
Solución: La permeabilidad relativa es 13 000, así que partiendo
de la ecuación (29.6), tenemos
Como N = 400 vueltas, L = 0.20 m y B = 0.5 T,
resolvemos la ecuación (29.16) para la corriente I.
Un tipo particular de solenoide, llamado toroide, se
emplea a menudo para estudiar efectos magnéticos. Como se verá en la siguiente
sección, el toroide consta de una bobina de alambre en forma de rosca, devanado
en forma muy compacta. La densidad de flujo magnético en el núcleo de un
toroide también se calcula por medio de la ecuación (29.16).
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