Un hombre marcado por su infancia

Un hombre marcado por su infancia…

        André-Marie Ampère nació en Lyon Francia, el 20 de enero de 1775 en la calle San Antonio número 44, donde su padre poseía una vivienda. Su nacimiento está enclavado en el periodo de gran inquietud política y agitación social que precedió a la Revolución Francesa, y si creemos en los horóscopos, pensaremos que el momento de su nacimiento marcó su destino, pues podemos considerar que el momento de su nacimiento marcó su destino, pues podemos considerar que su vida fue, en el terreno personal, auténticamente tormentosa. En este sentido, algunos autores le han calificado como el genio atormentado, aunque todos coinciden en calificarlo como niño prodigio, ya que desde muy corta edad empezó a destacar por su facilidad de aprender…[pic 1]

Ley de Ampère

        Hasta este momento, el cálculo del campo magnético debido a una corriente ha implicado la obtención del campo infinitesimal dB debido a un elemento de corriente, y luego sumar todos los dB para determinar el campo total.

Este enfoque es directamente análogo a los cálculos para el campo eléctrico que efectuamos antes. Para el problema del campo eléctrico, se vio que en situaciones en las que había una distribución de carga con un alto grado de simetría, con frecuencia era más fácil usar la ley de Gauss para encontrar a E. Así mismo existe una ley que nos permite hacer esto, llamada ley de Ampère, es de carácter muy diferente del que tiene la ley de Gauss.

La ley de Gauss para campos eléctricos implica el flujo de E a través de una superficie cerrada, establece que este flujo es igual al total de la carga encerada dentro de la superficie, dividida entre la constante ε. Así, esta ley relaciona los campos eléctricos con las distribuciones de carga. En contraste, la ley de Gauss para campos magnéticos, no es una relación entre los campos magnéticos y distribuciones de corriente.

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La ley de Ampère esta formulada no en términos del flujo magnético, sino de la integral de línea B alrededor de una trayectoria cerrada. Para generalizar aún más, suponga que varios conductores largos y rectos pasan a través de la superficie limitada por la trayectoria de integración. El campo magnético total B en cualquier punto de la trayectoria es la suma vectorial de los campos generados por los conductores individuales. Así. La integral de línea de B total es igual a µ0  multiplicado por la suma algebraica de las corrientes. Al calcular esta suma se utiliza la regla de los signos para corrientes que dijimos antes.

Aunque hemos obtenido la ley de Ampère sólo para el caso especial del campo de varios conductores largos, rectos y paralelos, la anterior ecuación de hecho es válida para conductores y trayectorias de cualquier forma. En la forma en que se enuncio la ley de Ampere resulta ser válida sólo si las corrientes son estables y si no están presentes materiales magnéticos o campos eléctricos que varíen con el tiempo.

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Un joven de origen humilde, ávido de saber…

        Michael Faraday nació en Newington, al sur de Londres, el 22 de septiembre de 1791, dos años después del inicio de la Revolución Francesa, en el seno de una familia humilde. Su padre James, era un herrador de caballos que había emigrado recientemente desde Clapham, pueblo próximo a Ingleborough, en Yorkshire; su madre, Margaret, era hija de un granjero (al parecer de origen irlandés) de ese mismo distrito. Ambos pertenecían a la iglesia de los Sandermanianos, fundada por Robert Saderman, secta protestante fundamentalista cuya base doctrinal era la creencia literal en las Sagradas Escrituras y cuyas normas básicas de conducta eran el amor y un alto sentido de la comunidad, aspectos ambos muy presentes en la vida de Faraday… [pic 4]

Ley de Faraday

        El elemento común en todos los efectos de inducción es el flujo magnético cambiante a través de un circuito. Antes de enunciar la ley física sencilla que resume todas las clases de experimentos descritos anteriormente, revisemos primero el concepto de flujo magnético φb. Para un elemento de área infinitesimal dA de un campo magnético B, el flujo magnético dφb a través del área es

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        La ley de Faraday de la inducción establece lo siguiente: La fem inducida en una espita es igual al negativo de la tasa de cambio del flujo magnético a través de la espira con respecto al tiempo.

En símbolos, la ley de Faraday es:

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Dirección de la fem inducida, se calcula con la ecuación anterior, pero, con algunas reglas sencillas para los signos:

1. Defina una dirección positiva para el vector de área A.
2. A partir de las direcciones de A y del campo magnético B, determine el signo de flujo magnético φb y su tasa de cambio dφb/dt.
3. Determine el signo de la fem o corriente inducida. Si el flujo es creciente, de manera que dφb/dt es positiva, entonces la fem o corriente inducida es negativa; si el flujo es decreciente, entonces dφb/dt es negativa y la fem o corriente inducida es positiva.
4. Por último, determine la dirección de la fem o corriente inducida con la ayuda de su mano derecha. Doble los dedos de la mano derecha alrededor del vector A con el pulgar en dirección de A. Si la fem o corriente inducida en el circuito es positiva, está en la misma dirección de los dedos doblados. Si la fem o corriente inducida es negativa, se encuentra en la dirección opuesta.

Este es un ejemplo de una regla general llamada ley de Lenz, la cual dice que cualquier efecto de inducción tiende a oponerse al cambio que lo ocasionó, en este caso, el cambio es el incremento en el flujo del campo del electroimán a través de la espira.

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Generadores eléctricos

        Los generadores de un conductor corredizo no producen energía eléctrica de la nada, la energía la suministra cualquier cuerpo que ejerza la fuerza para mantener la varilla en movimiento. Todo lo que hace el generador es convertir esa energía a una forma diferente. La igualdad entre la tasa con que se suministra energía mecánica al generador y la tasa con que se produce energía eléctrica se cumple para todos tipos de generadores. [pic 9]

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