La corriente en un cable genera un campo magnético circular, como el giro del agua alrededor de un desagüe.
In practice: Cálculo del campo magnético en motores eléctricos, generadores y transformadores, diseño de imanes para resonancia magnética.
En 1820, tras el experimento de Ørsted, André-Marie Ampère desarrolló en una semana la teoría de la interacción entre corrientes. Dedujo que la circulación del campo magnético a lo largo de cualquier trayectoria cerrada es igual a la corriente que atraviesa el lazo (multiplicada por la constante μ0). Analogía: cuanto más intenso es el flujo de coches en una carretera de circunvalación, más fuerte es el vórtice de aire sobre ella, y el viento gira a lo largo del arcén. Más tarde, Maxwell generalizó la ley añadiendo la corriente de desplazamiento.
How it works
Ejemplos: grúa magnética para chatarra, cerradura eléctrica de puerta, desviación de la aguja de una brújula al encender un aparato eléctrico.
💡 Usando la ley de Ampère, se puede 'pesar' la corriente: con balanzas de corriente se determina el amperio con alta precisión.
Cuando por un conductor circulan partículas cargadas (corriente eléctrica), alrededor del conductor se forma un campo magnético (una forma especial de materia que causa la atracción de imanes). Este campo rodea el cable con anillos invisibles. Cuanto mayor es la corriente, más fuerte es el campo. La ley de Ampère relaciona estas magnitudes: un contorno cerrado alrededor del cable, multiplicado por la intensidad del campo, es directamente proporcional a la corriente.
How it works
Ejemplos: grúa magnética para chatarra, cerradura eléctrica de puerta, desviación de la aguja de una brújula al encender un aparato eléctrico.
💡 Ampère ideó un método ingenioso para medir la intensidad de corriente: la hacía pasar por una espiral y, mediante el estiramiento de un resorte, determinaba la interacción entre las espiras.
Ley de Ampère en forma integral: ∮ B·dl = μ0 I_enc. Aquí la integral se toma sobre un contorno cerrado, B es la inducción magnética, dl es un elemento de longitud del contorno, I_enc es la corriente total que atraviesa la superficie delimitada por el contorno. Para vacío y corrientes estacionarias. En forma diferencial: ∇×B = μ0 J, donde J es la densidad de corriente. Ambas expresiones son equivalentes, pero la segunda describe el campo en cada punto.
Discovery
En 1820, Hans Christian Ørsted observó que un cable con corriente giraba una aguja magnética. André-Marie Ampère, inspirado por esto, presentó una semana después un informe con la ley cuantitativa. James Clerk Maxwell en 1861 incluyó la ley en sus ecuaciones y la complementó con la corriente de desplazamiento, corrigiendo la contradicción con la conservación de la carga.
How it works
La ley se utiliza activamente para calcular campos magnéticos en configuraciones simétricas: cable recto, solenoide, toroide. Límites de aplicabilidad: solo para corrientes estacionarias; cuando los campos eléctricos varían en el tiempo, es necesario tener en cuenta la corriente de desplazamiento. En presencia de materiales magnéticos, la relación se complica.
Caveats
La ley original no describe el campo magnético rotacional en un condensador durante la carga; Requiere simetría para la integración analítica; En medios magnéticos no lineales, B y H están relacionados de manera compleja
∮ — integral sobre un contorno cerrado, B — inducción magnética (T), dl — elemento de longitud del contorno (m), μ0 — constante magnética (4π×10⁻⁷ N/A²), I_enc — corriente total encerrada por el contorno (A)
\nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \mathbf{J}
∇× — rotacional del vector de inducción magnética, J — densidad de corriente (A/m²)