Ley de Ampère
El flujo neto del campo magnético a
través de una superficie cerrada es cero porque los campos magnéticos son
cerrados, no tienen comienzo ni final, no divergen, no existen los monopolos
Las
líneas del campo eléctrico salen de las cargas positivas y llegan a las
cargas negativas, el flujo neto del campo eléctrico a través de una superficie
cerrada está definido por la ley de Gauss
Esto no ocurre con los campos magnéticos, por lo tanto, este procedimiento no es
útil para calcular campos magnéticos.
En distribuciones de carga altamente
simétricas se utiliza la ley de Ampère, que nos permite calcular campos magnéticos
a partir de corrientes.
La ley
de Ampère nos dice que la circulación o integral de línea del campo
magnético a lo largo de una trayectoria cerrada, independiente de su forma, es igual
a la corriente neta que atraviesa la superficie que encierra dicha trayectoria.
Los campos magnéticos no son campos conservativos, como lo son el eléctrico o
el gravitatorio.
Si
lo aplicamos a un cable de gran longitud por el que pasa una corriente, el campo magnético que
produce a una distancia R es
Siendo μ0 la
permeabilidad magnética en el vacío, o sea la capacidad del espacio libre para
dejar pasar a su través campos magnéticos.
Existen casos especiales en que la ley de
Ampère no se puede aplicar, por ejemplo, cuando la corriente va a un
condensador.
En este caso, si consideramos dos
superficies diferentes limitadas por la misma curva C, una s1 que rodea el cable que transporta una
corriente Ic y otra s2 que rodea el condensador, vemos que la corriente atraviesa la superficie s1 pero no atraviesa s2, o sea, entra en el volumen limitado por
la superficies s1 y s2 pero no sale.
Cuando la corriente fluye a un
condensador, la carga aumenta y crea un
campo eléctrico entre placas. El flujo del campo eléctrico a través del volumen s1, s2 está relacionado con la carga.
En el condensador no hay circulación de
corriente, hay campo eléctrico en
el espacio entre placas.
El término Id,
es la variación de la
carga por unidad de tiempo que se asocia a una corriente
que sale de la
superficie, y que es igual al ritmo de cambio del flujo eléctrico a través de
la superficie s2 (primera parte de la ecuación).
La variación del flujo eléctrico es lo
que denominamos corriente de desplazamiento.
Así obtenemos la denominada la ley de
Ampère-Maxwell y que se expresa de la siguiente manera:
La ley Ampère-Maxwell nos dice que una
corriente eléctrica Ic o
un flujo eléctrico variable a
través de una superficie, producen un campo magnético circulante
alrededor de cualquier trayectoria que limita esa superficie
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