Una investigación moderna, rápida y simple de la ley de Ampère

Resumen Los resultados de la física clásica a menudo se enseñan puramente desde el lado teórico. Los resultados clave, especialmente en electromagnetismo, generalmente no se exploran experimentalmente, y en aplicaciones se espera que los estudiantes salten directamente a escenarios más complejos que utilizan estos principios en electrónica, sensores e instrumentación. Esto es desafortunado porque no todas las personas son igualmente capaces de aprender bien puramente desde el ángulo matemático, e incluso aquellos que lo hacen no están expuestos a explorar la magnitud de los efectos en competencia, por ejemplo, aislar una señal de campo magnético particular del fondo del campo terrestre. Se presenta aquí un experimento para probar la ley de Ampère con un montaje que puede ser ensamblado con materiales cotidianos y componentes mínimos: un teléfono inteligente, una fuente de alimentación de CC, cables, en un procedimiento que puede completarse en solo unas pocas horas. Los datos de los tres sensores de campo magnético de los teléfonos, junto con los sensores de giroscopio que proporcionan posición, se registran y se integran numéricamente. También se demuestra el experimento utilizando sensores recolectados por una placa Arduino en lugar de un teléfono inteligente. El experimento permite medir la corriente neta transportada por los cables dentro de la trayectoria cerrada sobre la cual se integra el campo magnético, es decir, la ley de Ampère. Este enfoque experimental para explorar la ley de Ampère se puede adaptar para demostraciones en secundaria o universidad, dependiendo del nivel de precisión y detalle que se desee alcanzar.