¿Por qué un campo magnético se "enrolla" alrededor de un elemento portador de corriente? [duplicar]

De todos los textos que he leído, siempre se afirma que el campo magnético se enrollaría o deformaría alrededor de la corriente que fluye dentro de un elemento conductor, sin embargo, nunca me aclararon por qué. ¿Por qué el campo se "enrollaría" a su alrededor? Tengo curiosidad si hay una explicación para esa naturaleza.

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Sorprendentemente, también parece un círculo perfecto, similar a los diagramas que he estudiado.

Dado que esto puede ayudar a responder la pregunta: ¿por qué crees que el campo eléctrico no se enrosca alrededor de una carga?
La gente te está dando respuestas matemáticas con las ecuaciones de Maxwell como punto de partida. Puede que eso sea lo que buscas, pero puede que no. Haznos saber. La pregunta "¿Por qué?" en física se puede interpretar de varias maneras.

Respuestas (2)

Si ignora todo lo que aprendió acerca de que el campo B es un "vector" y lo trata como lo que realmente es un tensor simétrico sesgado en 3D, entonces el misterio desaparece. Desde este punto de vista, el campo B es un bivector, una cantidad similar a una superficie cuya fuente es el elemento actual desde el que se irradia hacia el exterior, por así decirlo. A diferencia del campo E que tiene líneas de fuerza que salen o terminan en cargas, el campo B tiene planosde fuerza que sale o termina en corrientes y estos "planos" forman superficies en las que tiene lugar la acción magnética, es decir, la atracción-repulsión y el par. Esto es análogo a la forma en que actúa el campo E a lo largo de sus líneas de fuerza. Lo que convencionalmente se llama líneas de fuerza del campo B son los rayos ortogonales a estas superficies. Una corriente uniforme genera un conjunto uniforme de planos de acción cuyos rayos ortogonales son, de hecho, círculos, y permanecen así aproximadamente incluso cuando la fuente se enrolla en un bucle. Puede ver buenas imágenes de esto en Roche: "Vectores axiales, tensores simétricos sesgados y la naturaleza del campo magnético", Eur. J. física. 22 (2001) 193–203.

De acuerdo con la Ley de Circuitos de Ampere (Cuarta ecuación de Maxwell):

El campo magnético inducido alrededor de un circuito cerrado es proporcional a la corriente eléctrica más la corriente de desplazamiento (proporcional a la tasa de cambio del flujo eléctrico) a través de una superficie cerrada.

y la fórmula derivada para eso es:

∇ × H → = j → + ∂ D → ∂ t
dónde H → es la fuerza del campo magnético, y j → + ∂ D → / ∂ t la densidad de corriente encerrada.

Para materiales lineales, H → y B → tener la misma dirección. Como se desprende claramente de la ecuación, el vector de H → se creará de tal manera que siempre sea perpendicular al vector j → + ∂ D → / ∂ t , además, es el caso en todos los lados del alambre => por lo que se formará un rizo.

j → + ∂ D → / ∂ t es en realidad fuente vectorial de H → .

Pequeño error: H y B no apuntan necesariamente a la misma dirección para materiales lineales sino para materiales isotrópicos. Un material no lineal isotrópico no causará H y B para apuntar en diferentes direcciones, mientras que un material lineal no isotrópico lo hará a menos que B → puntos a lo largo de un eje propio del tensor de permeabilidad.
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