Calculadora del campo magnético de un hilo recto

Obtén el campo magnético alrededor de un hilo recto largo con corriente mediante la ley de Ampère.

Campo magnético de un hilo recto
Introduce la corriente, la distancia radial y la permeabilidad relativa del medio.

Acerca del campo magnético de un hilo recto

Una corriente eléctrica en un conductor recto crea un campo magnético que rodea el hilo. Si el hilo puede considerarse infinito frente a la distancia de observación, la simetría hace que la magnitud del campo dependa solo de la corriente, la distancia y la permeabilidad magnética. La ley de Ampère da B = μ₀μrI / (2πr). En el espacio libre, la permeabilidad relativa μr es aproximadamente uno, y la expresión se simplifica numéricamente a B = 2 × 10⁻⁷ I/r con corriente en amperios y distancia en metros. El campo crece proporcionalmente a la corriente: duplicarla duplica la densidad de flujo magnético a cualquier distancia fija. Disminuye de forma inversa a la distancia radial: duplicar la distancia reduce el campo a la mitad. Su dirección es tangente a una circunferencia imaginaria centrada en el hilo. Aplica la regla de la mano derecha apuntando el pulgar en el sentido de la corriente convencional; los dedos curvados indican la dirección del campo. Invertir la corriente invierte la dirección, pero no cambia la magnitud calculada si se usa el valor absoluto de la corriente. La permeabilidad relativa representa cómo un medio lineal circundante modifica el campo respecto al vacío. En cálculos habituales, el aire se considera μr = 1. Algunos materiales tienen permeabilidades mayores o dependientes del campo, pero este modelo supone un medio uniforme, lineal e isótropo. Los valores de materiales ferromagnéticos deben usarse con cautela, porque pueden depender de la intensidad del campo, la magnetización previa, la temperatura y la geometría. La calculadora multiplica el resultado en vacío por la permeabilidad relativa indicada y lo muestra en teslas y microteslas para facilitar la comparación. La aproximación de hilo infinito funciona mejor cuando el conductor recto se extiende en ambos sentidos mucho más que la distancia de observación. Cerca de extremos, curvas, conductores de retorno o segmentos finitos, la ley de Biot-Savart con la geometría real da mejores resultados. El modelo también considera un conductor delgado: la distancia se mide desde su eje central y normalmente debe superar su radio. No se incluyen los campos vectoriales de corrientes cercanas. Usa unidades SI de forma coherente y convierte centímetros a metros antes de introducir la distancia. La herramienta sirve para ejercicios de electromagnetismo, estimaciones iniciales de barras colectoras, estudios de ubicación de sensores y comprobaciones del orden de magnitud alrededor de conductores de laboratorio, respetando sus supuestos geométricos.

Ejemplos con hilos rectos

Todos los ejemplos usan la aproximación de hilo largo y delgado.

EntradasCampo magnéticoObservación
I = 5 A, r = 0.1 m, μr = 1B = 10 μTCampo en el espacio libre a diez centímetros del hilo.
I = 2 A, r = 0.04 m, μr = 4B = 40 μTLa permeabilidad multiplica por cuatro el campo en vacío.
I = 100 A, r = 0.5 m, μr = 1B = 40 μTConductor de alta corriente observado a medio metro.

Cómo calcular el campo

  1. Introduce la magnitud de la corriente en amperios.
  2. Mide la distancia radial desde el eje central del hilo e introdúcela en metros.
  3. Usa una permeabilidad relativa de uno para aire o vacío, o el valor conocido del medio.
  4. Selecciona Calcular campo magnético para ver el resultado en teslas y microteslas.

Preguntas frecuentes

¿Qué ley utiliza esta calculadora?

Utiliza la ley circuital de Ampère para un conductor recto largo con simetría cilíndrica. El mismo resultado se obtiene con la ley de Biot-Savart para un hilo infinito.

¿Desde dónde se mide la distancia?

Se mide radialmente desde el eje central del hilo, no desde una superficie cercana arbitraria. El modelo de hilo delgado es más preciso cuando esa distancia supera el radio del conductor.

¿Qué permeabilidad relativa uso para el aire?

Usa uno para aire normal y vacío, pues sus permeabilidades son prácticamente iguales para este cálculo. Otro valor solo corresponde cuando un material conocido rodea uniformemente al conductor.

¿Se muestra la dirección del campo?

Solo se muestra la magnitud. Determina la dirección con la regla de la mano derecha e inviértela cuando se invierta la corriente convencional.

¿Sirve este modelo para un hilo corto?

Un hilo finito necesita una expresión de Biot-Savart dependiente de la geometría, sobre todo cerca de sus extremos. El resultado de hilo largo es una buena aproximación cuando la longitud supera ampliamente la distancia radial.