Electromagnetismo

Campo de solenoide

Dos cargas de prueba: dentro de la bobina F_B ≠ 0; fuera F_B = 0. Selecciona cada una para comparar.

Campo de solenoide — simulación interactiva de Electromagnetismo. Dos cargas de prueba: dentro de la bobina F_B ≠ 0; fuera F_B = 0. Selecciona cada una para comparar. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Campo del solenoide

Dentro del solenoide B ≈ μ₀(N/L)I: flechas uniformes a lo largo del eje.

Un solenoide con N vueltas a lo largo de una longitud L y una corriente I produce un campo B ≈ μ₀(N/L)I aproximadamente uniforme dentro de la bobina, a lo largo de su eje. Las líneas de campo recorren el interior y se cierran por fuera, como en un imán de barra. Aumenta I o la densidad de vueltas y observa cómo crecen las flechas de B en el interior en las lecturas.

• Campo de solenoide B ≈ μ₀NI/L
• Uniforme en el interior

Resumen de la investigación

Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta guía

Un solenoide (una bobina fuertemente enrollada) transporta corriente a través de sus numerosas vueltas. Si aumenta la corriente, ¿la intensidad del campo interior aumenta en proporción directa?

Predicciones a evaluar

• El campo crece más rápido que la corriente, ya que la contribución de cada vuelta se acumula.
• Sí, el campo interior es directamente proporcional a la corriente.
• El campo interior no depende de la corriente.

Roles de las variables

Lo que configuraste:

• Corriente de bobina I (A)

Lo que mides:

• Campo interior B (mT)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el preajuste del campo del solenoide y presione Restablecer. El solenoide tiene 400 giros en una longitud de 0.45 m.
2. Habilite la lectura de intensidad de campo interior.
3. Establezca la corriente de la bobina para cada prueba y registre la intensidad del campo interior.

Ecuación rectora

Campo interior del solenoide — B = μ₀(N/L)I

Un solenoide largo y fuertemente enrollado produce un campo magnético interior casi uniforme determinado por su densidad de vueltas y corriente: B = μ₀NI/L, donde N es el número total de vueltas y L es la longitud del solenoide.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule B = μ₀NI/L usando μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Compare con la tabla.
• Explique por qué el campo interior depende del número de vueltas por unidad de longitud (N/L), no de las vueltas y la longitud por separado: un solenoide más largo con proporcionalmente más vueltas produce el mismo campo.

Dónde aparece esto más allá del laboratorio

• Un electroimán (como el de una grúa de depósito de chatarra) es esencialmente un solenoide enrollado alrededor de un núcleo de hierro, que puede multiplicar el campo por un factor de cientos o miles (la alta permeabilidad del núcleo). Explique por qué un solenoide simple con núcleo de aire como éste produce un campo mucho más débil para la misma corriente y vueltas.
• Fuera de un solenoide ideal, el campo magnético es cercano a cero, a diferencia del campo de un solo cable que se extiende hacia afuera. Explique, utilizando los campos de muchas espiras individuales, por qué los campos de los lados opuestos de la bobina se cancelan en gran medida en el exterior pero se refuerzan en el interior.

• AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
• IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
• General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
• Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
• Middle School Physical Science — Fields without contact

1. Bienvenido al campo del solenoide
2. Selecciona el solenoide
3. Pulsa Reproducir
4. Campo dentro de un solenoide
5. Abre el panel de propiedades
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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Campos magnéticos producidos por corrientes