Fuerza Magnetica Sobre Un Conductor

FUERZA MAGNETICA SOBRE UN CONDUCTOR

Cuando una carga eléctrica penetra en el interior de un campo magnético y se desplaza dentro de el, la carga experimenta una fuerza debido a la acción de dicho campo. La fuerza magnética depende de los siguientes factores:

Del valor (q) de la carga. Cuanto mayor es el valor de la carga, mayor es la fuerza magnética que experimenta.

De la velocidad (v) de la carga. Cuanto mayor es la velocidad de la carga, mayor es la fuerza magnética que experimenta. Si la carga esta en reposo, no actúan fuerzas magnéticas sobre ella.

De la intensidad del campo magnética en el cual se encuentra la carga. Cuanto mayor es la intensidad del campo magnético, mayor es la fuerza que experimenta la carga.

Del ángulo (α) que forma el vector campo magnético y el vector velocidad de la carga.

La siguiente expresión permite calcular el valor de la fuerza F: F= q. v. B. Senα

La fuerza es perpendicular al plano en que se encuentran los vectores V y B. Para determinar la orientación de la fuerza que experimenta la carga eléctrica, q, en movimiento con velocidad V, en una región en la cual el campo magnético es B, utilizamos la regla de la mano derecha.

Como se encuentra en la figura, colocamos el dedo pulgar de la mano derecha en la dirección del vector velocidad, los demás dedos en la dirección del campo magnético y la palma de la mano indica la dirección en la cual experimenta una carga positiva. La fuerza de la mano derecha permite determinar el sentido de la fuerza magnética que actúan sobre una carga positiva. Para determinar el sentido de la fuerza magnética que actúa sobre una carga negativa se aplica la misma regla, pero considerándola en sentido opuesto, es decir, opuesta a la fuerza que experimenta una carga positiva.

EJEMPLO 1

En la siguiente figura, se presenta el campo magnético en una región, dicho campo es perpendicular al plano del papel y está dirigido hacia adentro. Aplicar la regla de la mano derecha para determinar la dirección de la fuerza que experimenta una carga positiva que se mueve hacia la izquierda en dirección perpendicular al campo (en el plano, el papel).

Al aplicar la regla de la mano derecha, es decir, al colocar el dedo pulgar de la mano derecha en la dirección de la velocidad, los demás dedos en la dirección del campo magnético, en este caso orientados hacia el papel, la palma de la mano queda hacia abajo, por tanto, la fuerza que experimenta la carga está dirigida hacia abajo.

EJEMPLO 2

El campo magnético entre los polos de un Imán en forma de U es, 0.0005 T. Si una carga positiva de 3.2×10-19 C se mueve con velocidad de 106 m/s en dirección perpendicular al campo, la fuerza que experimenta la carga se calcula con la siguiente ecuación:

F=q. v. B senα

F=3.2×10-19 C. 106 m/s. 0.0005 T. Senα

En la figura se muestra la dirección de la fuerza magnética experimentada por la carga positiva, cuya velocidad V es perpendicular al campo magnética, en un punto de la región comprendida entre los polos de un imán en forma de U.

EJEMPLO 3

Una partícula cargada penetra en un campo magnético perpendicular a su velocidad.

A) La trayectoria que describe la partícula de masa m y carga eléctrica q penetra en un campo magnético B, la intensidad de la fuerza magnética Fm ejercida sobre ella, es:

Fm =q. v. B Senα

Como la velocidad es perpendicular al campo, α=90o y la fuerza magnética es Fm=q. v. B. La dirección de la fuerza es perpendicular al plano determinado por los vectores v y B. La fuerza magnética es perpendicular a la velocidad y, por tanto, produce una variación en la dirección del movimiento, por lo que la trayectoria de la carga se curva. La fuerza magnética es la fuerza centrípeta para que la carga describa

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