Física: ¿Cuál es la diferencia entre la Ley de Ampere y la Ley de Biot-Savart? ¿Cómo determino cuál usar para un problema determinado?

La diferencia es la misma que existe entre la ley de Coulomb y la ley de Gauss.

La ley de Coulomb y la ley de Gauss nos ayudan a determinar la distribución de la carga, pero la ley de Gauss es más fácil y conveniente en el sentido de que usa simetría, por ejemplo. esférico, cilíndrico, cuboidal, etc.

De manera similar, la ley de Biot-Savart y la ley de Ampere ayudan a encontrar distribuciones de campos magnéticos, pero la ley de Ampere tiene en cuenta la simetría como una integral de línea cerrada (bucle amperiano). Ambas leyes se pueden usar para calcular el campo magnético neto producido en un punto por varias distribuciones de corriente.

El uso de la ley Biot-Savart puede complicarse ya que incluso se necesitarían computadoras para los cálculos en ciertos casos, pero si se puede descubrir cierta simetría en la distribución, se puede utilizar la ley de Ampere.

Situaciones donde se puede usar la ley de Ampere:

1. Campo magnético fuera de un cable largo y recto con corriente.
2. Campo magnético dentro de un cable largo y recto con corriente.
3. Campo magnético de un solenoide.
4. Campo magnético de un toroide.

Al aplicar la ley circuital de Ampere a una bobina circular que transporta corriente, eligiendo un círculo de radio a [matemático] a [/ matemático] que es más pequeño que el radio de la bobina, e integrándolo sobre él, encontré ese campo magnético dentro de una corriente la bobina de transporte es cero ya que no hay corriente encerrada dentro del círculo. Entonces, la rhs en la ecuación ∮B⋅dl = μ0I [matemática] ∮B⋅dl = μ0I [/ matemática] se convierte en cero, lo que significa que el campo magnético es cero. Sin embargo, ya sabemos que al usar la ley de Biot-Savart podemos derivar fácilmente que el campo magnético en el centro de una bobina circular que transporta corriente es [matemática] B = μ0I2r [/ matemática].

La diferencia entre la ley de Gauss y la ley de amperios.
Tanto la ley de Gauss como la ley de amperios se usan, cuando la simetría de distribución de carga en la ley de Gauss y la simetría de distribución de corriente en la ley de amperios son esféricas, cilíndricas, cúbicas, etc., y ambas se usan para superficie cerrada, en la ley de Gauss dibujamos una superficie gaussiana imagniry para determinar la distribución de carga y en la ley de amperios dibujamos un (bucle amperiano) para determinar la distribución actual. La principal diferencia es que la ley de Gauss utilizada en el campo eléctrico aplicado y la ley de amperios utilizada en el campo magnético aplicado, significa que la corriente fluye en distribución de simetría.

La ley de Ampère es más fundamental (es una de las 4 ecuaciones de Maxwell). Es válido para el campo EM, lo que significa un campo eléctrico y magnético dependiente del tiempo. Biot-Savart solo es válido para un campo magnético estático (corriente estacionaria / CC).

Si conoce el campo magnético (flujo), use la ley de amperios para encontrar la corriente inductora. Si conoce la corriente, use la Ley de Biot-Savart para encontrar el campo magnético.