Ampère trabajó igualmente en la matemática, concentrándose en la teoría de probabilidades y en la integración de las ecuaciones diferenciales parciales.
En 1820, a partir del experimento de Hans Christian Orsted, estudió la relación entre magnetismo y electricidad. Descubrió que la dirección que toma la aguja de una brújula
depende de la dirección de la corriente eléctrica que circula cerca y
dedujo de esto la regla llamada «de Ampère»: un hombre está acostado
sobre el conductor; la corriente, que va por convención de más a menos,
lo atraviesa de pies a cabeza; sus ojos apuntarán a la aguja imantada.
El polo norte de esta aguja se desplaza entonces a su izquierda. Esto es
ejemplificado también en la regla de la mano derecha:
si se separan los tres primeros dedos de la mano derecha de manera que
el cordial indique la dirección del campo magnético y el pulgar la del
movimiento, entonces el índice indicará la dirección por la que circula
la corriente.
De las leyes de Ampère, la más conocida es la de electrodinámica. Esta describe las fuerzas que dos conductores paralelos atravesados por corriente eléctrica ejercen uno sobre otro. Si el sentido de la corriente
es el mismo en los dos conductores, estos se atraen; si la corriente se
desplaza en sentidos opuestos, los conductores se repelen. Describe
igualmente la relación que existe entre la fuerza de corriente y la del
campo magnético correspondiente. Estos trabajos fundan la
electrodinámica e influencian considerablemente a la física del siglo XIX.
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