En 1819, el danés Christian Oersted demostró que un hilo conductor recorrido por una corriente eléctrica desviaba una aguja magnética, por lo que el hilo actuaba como un imán. El año siguiente, el francés André Ampère asistió a una reproducción del experimento de Oersted y dedujo la primera teoría del electromagnetismo, estableciendo las fórmulas que permiten el cálculo de las fuerzas entre conductores. Cuando se sitúa una aguja imantada cerca de una bobina, es desviada de modo que su dirección tienda a ser paralela al eje de las espiras de la bobina. Desplazando la aguja alrededor de la bobina, o espolvoreando limaduras de hierro sobre un plano que atraviesa la bobina, es posible dibujar las líneas de fuerza del campo magnético creado por la bobina. Cuando la bobina tiene la forma de un cilindro muy largo, el campo magnético en el interior del mismo es prácticamente uniforme lejos de sus extremos, paralelo al eje de la bobina y proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica que recorre la bobina, así como al número de espiras.

En la practica se va a estudiar el fenómeno conocido como inductancia. Los inductores consisten en un hilo conductor enrollado en forma de bobina. Al pasar una corriente a través de la bobina, alrededor de la misma se crea un campo magnético que tiende a oponerse a los cambios bruscos de la intensidad de la corriente. Al igual que un condensador, un inductor se puede usar para diferenciar entre señales rápida y lentamente cambiantes. Al utilizar un inductor conjuntamente con un condensador, la tensión del inductor alcanza un valor máximo a una frecuencia específica que depende de la capacitancia y de la inductancia.

Vamos a usar una bobina cuadrada en el laboratorio para comprobar los fenómenos del campo magnético producido por el paso de corriente eléctrica además de observar el fenómeno de la inductancia.

Ley que permite hallar el campo magnético producido por una corriente eléctrica estacionaria. A partir de esta ley se obtuvo el campo magnético debido a una carga móvil.

La ley de Biot-Savart calcula el campo producido por un elemento dl de la corriente de intensidad I en un punto P distante r de dicho elemento.

Donde µ0 es la permeabilidad magnética del vacío y tiene un valor de 4ð · 10-7 weber/amperio·metro.

El campo producido por el elemento tiene la dirección perpendicular al plano determinado por los vectores unitarios u_t y u_r, y sentido el que resulta de la aplicación de la regla del sacacorchos. u_t es un vector unitario que señala la dirección de la corriente, mientras que u_r señala la posición del punto P desde el elemento de corriente dl.

Salvo en el caso de espira circular o de una corriente rectilínea, la aplicación de la ley de Biot-Savart es muy complicada.

Para determinar el campo producido por un solenoide sumando los campos producidos por cada una de las espiras que lo forman, existen dos aproximaciones:

Mediante la ley de Biot-Savart se calcula el campo producido por una espira circular en un punto de su eje. Se supone que el solenoide de longitud L tiene N espiras muy apretadas, y luego, se calcula la contribución de todas las espiras al campo en un punto del eje del solenoide.

Ley de Ampère

El hecho de la no exista un ``monopolo'' magnético hace que en cualquier situación ``entren y salgan'' líneas de campo magnético en cualquier volumen que queramos imaginar y que, por tanto, el flujo del campo magnético sea nulo siempre, con lo cual no hay ningún teorema similar al de Gauss para el campo magnético en cuanto a flujo se refiere. Pero no obstante la circulación del campo magnético, si que va a ser una magnitud interesante debido a que, se puede demostrar, que la circulación del campo magnético a través de una trayectoria cerrada cualquiera va a ser igual a µ0 por la intensidad de corriente que atraviesa el plano encerrado por dicha superficie. Esta relación, expresada matemáticamente se convierte en:

Donde el símbolo se utiliza para expresar integrales sobre trayectorias cerradas.

El hecho de que la circulación del campo magnético no sea nula para cualquier trayectoria indica que este campo no es conservativo, y por tanto no vamos a lograr encontrar un potencial para él. No obstante esto se refiere únicamente al campo magnético, no a la fuerza magnética y no implica, por tanto, que la energía no se conserve. Es más, como la fuerza magnética siempre es perpendicular a la trayectoria esto supondrá que el trabajo magnético siempre es cero, es decir, no se produce trabajo magnético.

Campo magnético en el interior de una bobina:

Se va a calcular el campo producido por la bobina en un punto P situado en el eje de la bobina sumando el campo producido por las N espiras.

En la figura tenemos un corte longitudinal de una bobina de longitud L, formado por N espiras iguales de radio a.

La expresión del campo magnético producido por una espira de radio a en un punto P de su eje distante x es:

Todas las espiras del solenoide producen en P un campo que tiene la misma dirección y sentido, pero distinto módulo, dependiendo de su distancia x al punto P.

El número de espiras que hay en el intervalo comprendido entre x y x+dx es

Estas espiras producen en P un campo que es el producto del campo producido por una espira por el número dn de espiras

Para integrar, tenemos que hacer el cambio de variable a=x·tan(q), y teniendo en cuenta que 1+tan²q =1/cos²(q), simplificamos la parte operativa en la integral.

Si el solenoide es muy largo comparado con su radio a y si el punto P está situado en el centro, tendremos que , y . El campo B vale entonces:

Campo magnético terrestre:

Un poderoso campo magnético rodea a la Tierra, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y viceversa. Por paralelismo con los polos geográficos, los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), aunque su magnetismo real sea opuesto al que indican sus nombres. La tierra misma es un imán; su polo norte geográfico esta cerca de su polo sur magnético; por eso el polo norte de la aguja de una brújula apunta hacia el norte. El eje magnético terrestre no es paralelo al eje geográfico (su eje de rotación), de modo que la indicación de la aguja esta ligeramente desviada del norte geográfico. Esta desviación, que varia con la ubicación se conoce como declinación magnética o variación magnética. Además el campo magnético no es horizontal en la mayoría de los puntos de la superficie terrestre; el ángulo que forma con la horizontal, hacia arriba o hacia abajo, se conoce como inclinación magnética. En los polos magnéticos el campo es vertical.

Galvanómetro de tangentes:

Puede construirse un amperímetro relativamente barato denominado galvanómetro de tangentes, utilizando el campo terrestre. Una bobina circular plana de N espiras y un radio R está orientada de modo que el campo Bo  que se produce en el centro de la bobina está dirigido hacia el este o hacia el oeste. Se coloca en el centro de la misma una brújula. Cuando no circula corriente por la bobina, la brújula señala hacia el norte. Cuando existe una corriente I, la brújula señala en la dirección del campo magnético resultante B formando un ángulo q con el norte.

Hipótesis:

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