4. Fuerza entre hilos conductores

Imagina dos conductores rectilíneos y paralelos, separados una cierta distancia d, por los que circulan corrientes I₁ e I₂. Se va a combinar dos expresiones conocidas para conocer la fuerza que se ejercen entre sí dos corrientes paralelas.

Lleva la mirada en uno cualquiera de los conductores, por ejemplo el 1, y se calcula el campo magnético que crea en el lugar en el que se encuentra el 2. Este campo viene dado por la expresión: . La dirección y sentido de B₁ la puedes conocer por la regla de la mano derecha que has visto en el tema anterior, además la puedes ver en la imagen de más abajo.
Se evalua la fuerza que actúa sobre el conductor 1 por estar situado en el interior de ese campo B₁.

La dirección y sentido de F la puedes conocer por la regla de la mano izquierda que has visto en este mismo tema, la imagen te da una visión. Normalmente, se suele escribir la expresión como la fuerza que actúa sobre la unidad de longitud.

En la imagen siguiente se representan la dirección y sentido de los vectores que están implicados en este proceso. Observa que, si las corrientes tienen el mismo sentido, la fuerza entre ellas es atractiva, y si las corrientes son de sentido contrario, la fuerza es repulsiva.


Imágenes en Wikimedia Commons de Jfmelero (atracción y repulsión) bajo licencia GNU

Finalmente, aquí tienes una simulación en la que puedes ir viendo paso a paso todo el proceso que hemos seguido para obtener la fórmula anterior.

Animación en Fisica y Quimica en Flash de Ramón Flores bajo licencia CC

Actividad

La expresión de la fuerza entre corrientes se utiliza para definir la unidad de intensidad de corriente en el sistema internacional, el amperio.

Definición de amperio: Es la intensidad de corriente que debe circular por dos conductores rectilíneos, paralelos e indefinidos, separados una distancia de un metro en el vacío, para que ambos se repelan con una fuerza de 2·10^-7 N por cada metro de longitud.

Caso práctico

Sean dos conductores rectilíneos paralelos por los que circulan corrientes eléctricas de igual intensidad y sentido.

a) Explique qué fuerzas ejercen entre sí ambos conductores.

Retroalimentación

Imagen en Wikimedia Commons
de FJGAR bajo licencia CC

Como consecuencia del movimiento de las cargas que pasa por el interior de un conductor estos crean a su alrededor un campo magnético debido al movimiento de las cargas eléctricas.

Dicho campo tiene como características:

Su módulo viene expresado según la Ley de Ampère:
Su dirección es perpendicular al movimiento de las cargas eléctricas y perpendicular al vector que corresponde en modulo a la distancia desde la corriente al punto considerado.
Su sentido se puede determinar por la regla de la mano derecha o del sacacorchos al girar el sentido de la corriente sobre el vector .

Como los dos conductores se disponen de forma paralela, siendo sus corrientes de igual sentido ambos muestran una interacción atractiva dada por la ley de la Laplace.

b) Represente gráficamente la situación en la que las fuerzas son repulsivas, dibujando el campo magnético y la fuerza sobre cada conductor.