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Interacción de alambres

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>Modelo

ID:(1625, 0)



Intensidad del campo magnético de un alambre

Ecuación

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Una alambre por el que circula corriente genera un campo magnético circular en torno de este.

Por ello con el campo magnético se calcula mediante:

$ H_w = \displaystyle\frac{ I }{ 2\pi r }$

$H_w$
Campo magnético de un alambre
$C/m s$
10034
$I$
Corriente
$A$
5483
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$r$
Radio
$m$
8755

ID:(12167, 0)



Cargas en un alambre

Ecuación

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Al considerar un segmento $dl$ de un alambre de una sección $S$ y cierta longitud, se obtiene un volumen de alambre. Multiplicar este volumen por la densidad de carga $c$ nos da la cantidad de cargas contenidas en él. Finalmente, al multiplicar por la unidad de carga $q$, obtenemos la carga total presente en el segmento.

$ \Delta Q = q c S dl $

$Q$
Carga
$C$
5459
$c$
Concentración de cargas
$1/m^3$
5474
$\Delta Q$
Elemento de carga
$C$
9668
$dl$
Elemento de largo
$m$
9669
$S$
Sección del Conductor
$m^2$
5475

ID:(12172, 0)



Corriente en un alambre

Ecuación

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La corriente se define mediante la siguiente expresión:

$ I =\displaystyle\frac{ \Delta Q }{ \Delta t }$



y las cargas en un segmento de alambre están representadas por:

$ \Delta Q = q c S dl $



El cociente entre la longitud del segmento y el intervalo de tiempo correspondiente nos da la velocidad:

$v =\displaystyle\frac{dl}{dt}$



Por lo tanto, la corriente en el alambre se puede expresar como:

$ I = q c S v $

$Q$
Carga
$C$
5459
$c$
Concentración de cargas
$1/m^3$
5474
$I$
Corriente
$A$
5483
$S$
Sección del Conductor
$m^2$
5475
$\bar{v}$
Velocidad media de las cargas
$m/s$
8505

ID:(12173, 0)



Fuerza sobre un alambre

Ecuación

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Si en un alambre por el que circula una corriente $I_1$ se genera un campo magnético dado por:

$ H_w = \displaystyle\frac{ I }{ 2\pi r }$



Este campo genera una densidad de flujo magnético representada por:

$ \vec{B} = \mu_0 \mu_r \vec{H}$



La cual a su vez produce una fuerza por segmento en un cable con una corriente $I_2$, definida como:

$ d\vec{F} = I d\vec{l} \times \vec{B}$



Con esto, la fuerza por segmento se puede expresar como:

$ \displaystyle\frac{ dF }{ dl } = \mu_0 \mu_r \displaystyle\frac{ I_1 I_2 }{2 \pi r }$

$\mu_0$
Constante de campo magnético
1.25663706212e-6
$V s/A m$
5518
$I_1$
Corriente 1
$A$
9677
$I_2$
Corriente 2
$A$
9678
$d$
Distancia entre alambres
$m$
8588
$\displaystyle\frac{ dF }{ dl }$
Fuerza por largo
$N/m$
9679
$\mu_r$
Permeabilidad magnética relativa
$-$
5517
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057

ID:(12169, 0)



Corrientes paralelas

Imagen

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Si permitimos que dos corrientes fluyan en forma paralela, podemos observar que surge una fuerza atractiva entre los cables.

Recordemos que las corrientes están compuestas por electrones en movimiento. Naturalmente, los electrones tienden a repelerse entre sí debido a sus cargas negativas. Sin embargo, cuando estas cargas están en movimiento, esta fuerza repulsiva se convierte en una fuerza atractiva, lo que resulta en la observación de atracción entre los conductores cargados negativamente."

ID:(11772, 0)



Corrientes paralelas opuestas

Imagen

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Cuando permitimos que dos corrientes fluyan de forma paralela pero en direcciones opuestas, observamos una fuerza repulsiva entre los cables.

Si comparamos este experimento con aquel en el que el flujo es paralelo pero fluyen en la misma dirección, la clave radica en que en este último caso existe una velocidad relativa.

ID:(11773, 0)