74 Fuerzas sobre cargas en movimiento dentro de campos magnéticos

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Fuerzas sobre cargas en movimiento dentro de campos magnéticos. Todo conductor por el que circula una corriente eléctrica está rodeado por un campo magnético. En virtud de que una corriente eléctrica es un flujo de electrones, cada uno de ellos constituye una partícula cargada en movimiento que genera un campo magnético a su alrededor. Por ello, cuando un electrón en movimiento con su propio campo magnético penetra en forma perpendicular dentro de otro campo producido por un imán o una corriente eléctrica, los dos campos magnéticos actúan sobre las partículas cargadas, desviándolas de sus trayectorias por el efecto de una fuerza magnética llamada fuerza de Amper. Cuando una partícula cargada se mueve perpendicularmente a un campo magnético, recibe una fuerza magnética cuya dirección es perpendicular tanto a la dirección de su movimiento, como a la dirección de la inducción magnética o densidad de flujo; por lo que la partícula se desvía siguiendo una trayectoria circular. Cuando una carga se mueve paralelamente a las líneas magnéticas del campo, no sufre ninguna desviación. Si la trayectoria de la partícula es en forma oblicua, es decir, , con una cierta inclinación respecto a las líneas de fuerza de un campo magnético, la partícula cargada se desviará describiendo una trayectoria de espiral. Cuando una carga q se mueve perpendicularmente a un campo magnético con una inducción magnética B a una cierta velocidad v recibe una F que se calcula con la siguiente expresión: F = qvB

Donde: F = fuerza que recibe una partícula cargada en movimiento (N). v = velocidad que lleva la carga ( m /s ). B = inducción magnética del campo ( T ). Cuando la trayectoria del movimiento de la partícula forma un ángulo θ con la inducción magnética B , la magnitud de la fuerza que recibe la partícula será proporcional ala componente de la velocidad, que es perpendicular a B . Por tanto, la fuerza F se determina con la expresión : F = qvBsenθ

Donde: F = fuerza que recibe una partícula cargada en movimiento (N). v = velocidad que lleva la carga ( m / s ) B = inducción magnética del campo (T). θ = ángulo formado por la dirección de la velocidad que lleva la


partícula y la inducción magnética. Para determinar la dirección de la fuerza magnética que recibe una carga que se mueve en forma perpendicular a las líneas de fuerza de un campo magnético, se emplea la regla de los tres dedos de la manera siguiente: los tres primeros dedos de la mano derecha se disponen extendidos perpendicularmente uno respecto del otro, según figura, el dedo índice indicará la dirección del campo magnético, el medio representará la dirección de la velocidad con que se mueve una carga negativa, o sea la corriente, y el dedo pulgar señalará la dirección de la fuerza magnética que recibe la carga.

Regla de los tres dedos, empleando la mano derecha para determinar la dirección de la fuerza magnética. Por definición: la inducción magnética o densidad de flujo en un punto de un campo magnético equivale a una tesla, cuando una carga de un Coulomb penetra perpendicularmente al campo magnético con una velocidad igual a un metro por segundo recibe, en dicho punto, la fuerza magnética de un newton.


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