EL SOLENOIDE... ¿ES INFINITO?

Abstract

Habitualmente, en los cursos de Electricidad y Magnetismo, el cálculo del campo magnético generado por una bobina de sección circular es abordado usando muchas pero no especificadas aproximaciones, tanto desde la Ley de Biot y Savart como desde la Ley de Ampère (considerando materiales lineales). En el primer caso se considera un modelo de solenoide finito o infinito como superposición de “muchas” espiras y se usa el resultado del campo generado en el eje para una espira circular por la que circula corriente. De este modelo se obtiene un resultado para la determinación del campo magnético en el eje del solenoide que se supone también válido para todo punto dentro del mismo despreciando efectos de borde. En el segundo, se supone que el solenoide es infinito o que se desprecian efectos de borde y se acepta como “acto de fe” que el campo fuera del solenoide puede considerarse nulo. En este trabajo, realizado entre docentes y alumnos ya formados, proponemos una manera poco usual de abordar la enseñanza del problema en las clases de Física II de la Facultad de Ingeniería de la UBA y comparar los resultados analíticos con resultados numéricos obtenidos a partir de programas comerciales. También se muestran distintos métodos de resolución, dejando en claro las suposiciones que se hacen para usar cada modelo, y se propone un análisis de las ventajas y desventajas de la enseñanza de cada uno desde el punto de vista didáctico.