Electromagnetismo

 Una carga eléctrica “q” moviéndose en un medio homogéneo iluminando con la velocidad V, crea un campo magnético cuya inducción B, se calcula por la formula.

 La dirección y sentido del campo magnético se determina aplicando la regla de la mano derecha: los dedos se hacen girar del sentido de la velocidad de la vector posición ( ), el pulgar indica el sentido del vector inducción magnético.

 Se considera en la formula el signo de la carga.

En este caso la carga (-q) crea un campo magnético entrando, opuesto cuando la carga es (+q).

 Debe observarse que la posición del campo magnética calculado está determinado por el vector posición ( ).

 Carga eléctrica positiva. Inducción en el punto A.

Es conocido que un conductor por el que circula una corriente sufre una fuerza en presencia de un campo magnético. Puesto que la corriente está constituída por cargas eléctricas en movimiento, empezaremos por estudiar la fuerza sobre una única carga.

Fuerza de Lorentz

Al observar experimentalmente cómo es la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q se cumple que:

• Si la carga está en reposo, el campo B no ejerce ninguna fuerza sobre ella.

• La fuerza es máxima cuando la velocidad de la carga v y el campo B son perpendiculares y es nula cuando son paralelos.

• La fuerza es perpendicular al plano formado por v y B.

• La fuerza es proporcional al valor de la carga q y a la velocidad v.

• Si la carga cambia de signo, la fuerza cambia de sentido

Resumiendo todos estos hechos, se concluye que la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q que se mueve con una velocidad v viene dada por la expresión:

La fuerza electrostática es tangente en cada punto a las líneas de campo eléctrico, sin embargo, para el campo magnético se cumple que:

.

La fuerza magnética es perpendicular a las líneas de campo B

Si la carga q se encuentra además bajo la acción de un campo eléctrico E, la fuerza resultante que actúa sobre ella es:

conocida como la fuerza de Lorentz.

 El campo magnético actúa no solo sobre los conductores con corriente, sino también sobre las partículas aisladas con carga eléctrica que se mueven en el.

 La fuerza magnética “F” que actúa sobre la carga eléctrica “q” que se mueve en el campo magnético con la velocidad “V”, se llama “Fuerza de Lorentz”.

 La dirección; de la fuerza magnética sobre la carga eléctrica positiva “q” es perpendicular al plano determinado por el campo magnético y la velocidad de la carga eléctrica.

 El sentido; de la fuerza magnética se determina aplicando la regla de la mano derecha. Los dedos se hacen girar del sentido de la velocidad hacia el sentido del campo magnético a través del menor ángulo “θ”, el pulgar indica el sentido de la fuerza magnética.

 Si la carga eléctrica en movimiento tiene carga negativa “-q” se procede del mismo modo, pero la fuerza magnética tendrá sentido opuesto.

 La fuerza de Lorentz está siempre dirigida perpendicularmente a la localidad de traslación de la partícula cargada y le comunica a esta una aceleración normal y le comunica a esta una aceleración normal o centrípeta. Como no hace que varié el modulo de la velocidad, sino que solo cambia su dirección, la fuerza de Lorentz no realiza trabajo y la energía cinética de la partícula cargada, no varía, al movimiento en un campo magnético.

En la figura, el camp magnético se representa mediante líneas de fuerza entrando perpendicularmente al papel, representado por (x).

1. Calcular la inducción magnética creada por el segmento de la recta PQ=25cm en el punto A. Si este es recorrido por una corriente i=60A.

Solución:

Del esquema podemos reconocer las medidas de los ángulos α y β que limitan la influencia magnética de la corriente i sobre el punto A.

Luego el campo magnético (B) en el punto A señalado se obtendrá aplicando la relación:

OBSEVACION: El sentido del vector se ha obtenido aplicando la regla de la mano derecha, de manera que el dedo pulgar se orienta en el sentido de la corriente.

2. Calcular la intensidad del campo

...