·        Tema 16. Magnetostática en el vacío (5 horas)

Potencial Vectorial y Campo Magnetostático. Ley de Ampere. Fuerza y momento sobre un circuito en presencia de un campo magnético. Definición de unidades en el Sistema Internacional.

            Partiendo de las expresiones obtenidas para los potenciales retardados se puede obtener el potencial vectorial magnetostático en el vacío despreciando la dependencia temporal y sustituyendo la permeabilidad del medio por la del vacío. Una vez conocido el potencial vectorial se puede obtener el campo magnetostático aplicando el rotacional y las relaciones vectoriales adecuadas.

            A partir de la ecuación de fuentes vectoriales del campo magnético y del teorema de Stokes se obtiene el teorema de Ampere. Este teorema juega en magnetostática un papel análogo al del teorema de Gauss en Electrostática, permitiendo obtener el campo magnético de distribuciones de corriente con suficiente simetría.

            En el siguiente apartado veremos que en el caso más general, sobre un circuito de corriente (dipolo magnético) que se encuentra dentro de un campo magnético aparece un par de fuerzas que trata de orientar el circuito en la dirección del campo. También se verá que aparece una fuerza sobre dicho circuito que es cero cuando el campo es uniforme.

            Hasta ahora no hemos definido las unidades que han ido apareciendo debido a que las unidades en el Sistema Internacional se definen a partir de la interacción entre corrientes. Éste es, por lo tanto, el momento de definir el amperio como unidad de intensidad de corriente, mientras que el resto de las unidades (coulombio, voltio, faradio, etc.) las consideraremos como derivadas de ésta.

            De forma similar a como se hizo en electrostática se obtendrá el campo y potencial para grandes distancias de la región donde se encuentran las fuentes. En magnetostática nos limitaremos sólo a calcular el campo magnético y el potencial escalar magnetostático creados por un circuito recorrido por una corriente a distancias mucho mayores que las dimensiones del circuito. De esta forma, los resultados pueden ser expresados en función del momento dipolar magnético y los alumnos pueden comparar la similitud con los resultados obtenidos en electrostática en función momento dipolar eléctrico.