André-Marie Ampère, y sus contribuciones significativas en el campo de la electricidad

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André-Marie Ampère fue un físico y matemático francés nacido el 20 de enero de 1775 y fallecido el 10 de junio de 1836. Es conocido por sus contribuciones significativas al campo de la electricidad y el magnetismo. Aquí hay algunos de sus aportes más destacados:

  1. Ley de Ampère: Ampère formuló la ley que lleva su nombre, conocida como la Ley de Ampère, que describe la relación entre la corriente eléctrica y los campos magnéticos que produce. Esta ley es fundamental para entender la interacción entre la electricidad y el magnetismo.
  2. André-Marie Ampère

    Desarrollo del concepto de corriente eléctrica: Ampère trabajó en la definición matemática de la corriente eléctrica. Introdujo el concepto de unidad de corriente eléctrica, que ahora lleva su nombre: el amperio.

  3. Descubrimiento de la interacción entre corrientes eléctricas: Ampère demostró experimentalmente que dos corrientes paralelas en la misma dirección se atraen entre sí, mientras que dos corrientes en direcciones opuestas se repelen. Este fue un paso crucial para comprender la relación entre electricidad y magnetismo.
  4. Teoría electromagnética: Ampère desempeñó un papel clave en el desarrollo de la teoría electromagnética al trabajar en colaboración con otros científicos notables de su tiempo, como André-Marie Ampère, Michael Faraday y Georg Simon Ohm. Estos esfuerzos conjuntos condujeron a una comprensión más profunda de las interacciones eléctricas y magnéticas.
  5. Electrodinámica: Ampère también contribuyó al desarrollo de la electrodinámica, una rama de la física que estudia los efectos dinámicos de las corrientes eléctricas.

La unidad de corriente eléctrica, el amperio (A), fue nombrada en honor a André-Marie Ampère como reconocimiento a sus contribuciones fundamentales al campo de la electricidad y el magnetismo.

Ley de Ampère forma practica, ejercicios

La Ley de Ampère se expresa matemáticamente como una integral de línea alrededor de un camino cerrado. La formulación matemática general de la Ley de Ampère es:

Donde:

  • es la integral de línea del campo magnético a lo largo de un camino cerrado,
  • es la permeabilidad del vacío,
  • es la suma de las corrientes que atraviesan el área encerrada por el camino cerrado

Para realizar ejercicios prácticos utilizando la Ley de Ampère, se pueden abordar problemas específicos. Aquí tienes un ejemplo sencillo:

Ejercicio: Campo magnético alrededor de un conductor recto

Supongamos que tenemos un conductor recto largo que transporta una corriente . Queremos encontrar la expresión para el campo magnético () a una distancia del conductor.

Solución:

  1. Elección del camino cerrado:
    • Elegimos un camino cerrado circular centrado en el conductor.
  2. Orientación del camino:
    • Seguimos la regla de la mano derecha: si envolvemos el conductor con la mano derecha con el pulgar en la dirección de la corriente, los dedos indicarán la dirección del campo magnético alrededor del conductor.
  3. Aplicación de la Ley de Ampère:

Este es solo un ejemplo básico. La aplicación de la Ley de Ampère puede volverse más complicada en configuraciones más complejas de corrientes y geometrías. En problemas prácticos, es importante elegir el camino cerrado adecuado y utilizar la simetría del sistema para simplificar los cálculos.

¿Cuál fue el experimento de Ampère que demostró la relación entre corriente eléctrica y magnetismo?

En estricto rigor, no realizó un experimento específico para demostrar la relación entre corriente eléctrica y magnetismo. Su trabajo se basó en la observación de varios fenómenos magnéticos relacionados con corrientes eléctricas y en la formulación matemática de sus observaciones.

Sin embargo, Ampère realizó una serie de experimentos y observaciones que contribuyeron a establecer la relación fundamental entre corriente eléctrica y magnetismo. Uno de los experimentos más notables fue su investigación sobre las fuerzas magnéticas entre conductores por los que circula corriente eléctrica.

En este experimento, Ampère colocó dos conductores paralelos con corrientes eléctricas en la misma dirección. Observó que los conductores se atraían magnéticamente entre sí. Si las corrientes fluían en direcciones opuestas, los conductores se repelían. Esto llevó a Ampère a la conclusión de que las corrientes eléctricas generan campos magnéticos a su alrededor y que las fuerzas magnéticas entre los conductores podrían explicarse por estas interacciones magnéticas.

Ampère también estudió la influencia de las corrientes eléctricas en las agujas imantadas, mostrando cómo una corriente podía desviar una brújula, lo que demostraba aún más la conexión entre corriente eléctrica y magnetismo.

Estas observaciones y experimentos contribuyeron a la formulación de la Ley de Ampère, que describe cuantitativamente la relación entre la corriente eléctrica y el campo magnético. La ley de Ampère fue un avance significativo en la comprensión de la interacción entre electricidad y magnetismo y sentó las bases para el desarrollo de la teoría electromagnética.

“La teoría matemática de los fenómenos E desarrollada por André-Marie Ampère

En 1826 publicó “La teoría matemática de los fenómenos electrodinámicos deducida únicamente de la experiencia”, libro en el que afirma que “el magnetismo es electricidad en movimiento” y que “los fenómenos magnéticos dependen sólo de la existencia y del movimiento de cargas eléctricas”. Ampère explicó la existencia de imanes permanentes introduciendo la idea de que el magnetismo de los imanes permanentes está producido por una pequeña corriente a nivel molecular que él llamó molécula electrodinámica y cuyo resultado es una corriente superficial, la corriente amperiana, semejante a la corriente real que circula por un solenoide. De este modo, todos los efectos magnéticos se deben al movimiento de cargas eléctricas, tanto a nivel macroscópico como microscópico. El amperio, unidad de intensidad de corriente eléctrica, una de las unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades, se denomina así en su honor.

Corrientes amperianas en un imán.

No hay duda que Ampère es uno de los “grandes” del electromagnetismo y fue precisamente otro de los “grandes”, James Clerk Maxwell en su (Tratado de Electricidad y Magnetismo, Treatise on Electricity and Magnetism) quien lo denominó «el Newton de la electricidad»:

«La investigación experimental mediante la que Ampère estableció las leyes de la acción mecánica entre corrientes eléctricas es uno de los logros más brillantes de la ciencia. Todo el conjunto, teoría y experimento, parece que hubieran saltado, pleno y completo, desde el cerebro del ‘Newton de la electricidad’. Es perfecta en su forma e inatachable en exactitud, y se resume en una fórmula de la que se pueden deducir todos los fenómenos y que debe seguir siendo siempre la fórmula cardinal de la electrodinámica».

André-Marie Ampère fallecía el 10 de junio de 1836 en Marsella donde, a pesar de su lamentable estado de salud, había viajado para realizar una inspección universitaria. Sus restos descansan en el cementerio de Montmartre de París, en una tumba que comparte con su querido y admirado padre Jean-Jacques.

Augusto Beléndez
Catedrático de Física Aplicada de la Universidad de Alicante y miembro de la Real Sociedad Española de Física

 

 

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