Solenoides son fuentes de campo magnético formadas por alambres enrollados conductores, uniformemente espaciados, concéntricos y con forma de cilindro de radio constante. Cuando lo atraviesa un corriente eléctrica, empiezan a trabajar como electroimanes, produciendo un campomagnéticoconstante adentro.
La intensidad del campo magnético producido en los solenoides es directamente proporcional a la corriente eléctrica que los atraviesa, así como al número de vueltas que los forman.
Vea también: Campo magnético: propiedades, fórmulas, ejercicios
Campo magnético en solenoide
cuando una CActualeléctrico cruza un conductor, se produce la aparición de un campo magnético. En los solenoides, por ejemplo, es posible producir un campo magnético concentrado dentro de un devanado de cables. De acuerdo a largodelsolenoide, el campo magnético se vuelve más uniforme, entonces el líneas de inducción de este campo quédate
paralelo y IgualmenteEspaciado adentro. En los bordes del solenoide, a su vez, el campo magnético no es uniforme, debido a la aparición de efectos de borde, que distorsionan la dirección y dirección del campo magnético.
La polaridad del campo magnético producido en los solenoides se puede descubrir utilizando elregla de tornillo. Para usarlo, cerramos los dedos de la mano derecha en la dirección en la que corre la corriente a lo largo del solenoide (en sentido horario o antihorario), de modo que el pulgar indique la dirección del nortemagnético. Mire la figura a continuación, ya que facilita la comprensión de cómo funciona la regla del tornillo.
Repare la corriente eléctrica que circula en el plano de la pantalla, en sentido antihorario. En este caso, al cerrar los dedos de la mano derecha en esta dirección, el pulgar apunta "fuera de la pantalla", por lo que esta es la dirección del vector del campo magnético, que siempre apunta al norte magnético.
Fórmula del campo magnético en solenoide.
La fórmula utilizada para calcular la intensidad de un campo magnético B que es generado por un Solenoide de giro N, atravesado por un corriente eléctrica yo, de longitud L, es como sigue:
μ - permeabilidad magnética del medio (N / A²)
norte - número de devanados (vueltas)
L - longitud del solenoide (m)
i - corriente eléctrica (A)
En la fórmula anterior, el elemento N / L representa el número de vueltas por unidad de longitud del solenoide. Además, en el vacío, el módulo del permeabilidadmagnético igual a μ0 = 4π.10-7 A-2.
veaademás: ¿Qué es el magnetismo?
Ejercicios resueltos sobre el campo magnético del solenoide.
Pregunta 1 - (Udesc) Considere un solenoide largo ideal compuesto por 10,000 vueltas por metro, transportado por una corriente continua de 0.2 A. Las líneas del módulo y del campo magnético dentro del solenoide ideal son, respectivamente:
a) nulo, inexistente.
b) 8π.10-4 T, círculos concéntricos.
c) 4π.10-4 T, hélices cilíndricas.
d) 8π.10-3 T, radiales que se originan en el eje del solenoide.
e) 8π.10-4 T, líneas rectas paralelas al eje del solenoide.
Resolución:
Para calcular la fuerza del campo magnético producido por este solenoide, usaremos la fórmula que relaciona el número de devanados por metro y la fuerza de la corriente eléctrica.
Con base en el cálculo realizado anteriormente, encontramos la fuerza del campo magnético producido dentro del solenoide. Por tanto, la alternativa correcta es la letra D.
Pregunta 2 - (Enem) Una grúa para depósito de chatarra electromagnética es capaz de levantar toneladas de chatarra, dependiendo de la cantidad de inducción en su electroimán. El electroimán es un dispositivo que utiliza corriente eléctrica para generar un campo magnético, generalmente construido enrollando un alambre conductor alrededor de un núcleo de material ferromagnético (hierro, acero, níquel, cobalto).
Para aumentar la capacidad de carga de la grúa, ¿qué característica del electroimán se puede reducir?
a) Diámetro del hilo conductor
b) Distancia entre giros
c) Densidad lineal de vueltas
d) Corriente que fluye a través del cable.
e) Permeabilidad relativa del núcleo
Resolución:
Para producir una fuerza mayor, el campo magnético producido por el solenoide debe ser más intenso. Así, entre las alternativas mostradas, la única forma de hacerlo es reducir la distancia entre los giros. La alternativa correcta es la letra B.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm