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Inducción Magnética


Noción de inducción magnética
Por razones históricas, el vector se denomina normalmente vector de inducción magnética. Aunque se puede utilizar también la expresión campo magnético. La fuerza que actúa sobre una carga positiva, que se desplaza dentro de un campo magnético, perpendicularmente a las líneas de fuerza y con una velocidad V, depende del valor de la carga, de su velocidad y de una característica especifica de campo, denominada inducción magnética () .
La inducción magnética del campo es la fuerza que actúa sobre cada la unidad de carga y por unidad de velocidad, viene dada en módulo por la fórmula.


La inducción magnética de un campo, en un punto del mismo, es la fuerza que actúa sobre una unidad de carga positiva que se desplaza, perpendicularmente a las líneas de fuerza, con una unidad de velocidad. Se representa por ().


Fuerza magnética sobre una carga móvil
Sobre la carga móvil q actúa una fuerza magnética, llamada fuerza de Lorentz, cuya dirección es perpendicular a los vectores y cuyo módulo viene dado por: F = q.V.B.
Las direcciones de los vectores , y son perpendiculares entre sí y sus sentidos pueden determinarse mediante la regla de la palma de la mano derecha. Para ello se coloca la mano derecha extendida con el pulgar perpendicular a los restantes dedos.


Si en estas condiciones el pulgar señala el sentido del vector y los restantes dedos señalan el sentido de la inducción magnética (campo magnético) , la fuerza que el campo magnético ejerce sobre la partícula es perpendicular a la palma de la mano y se aleja de ella. En el caso general el vector velocidad forma con el vector de inducción magnética un ángulo q, el módulo de la fuerza que actúa sobre la carga viene dado por: F = q.V.B.senq
Cuando q = 90º se obtiene la fuerza máxima. ¿Qué sucede con la fuerza cuando q = 0º o q = 180º


De = q.(.), se permite definir de manera más amplia el módulo del vector de la inducción magnética o campo magnético .


El módulo de la inducción magnética o campo magnético en un punto es una magnitud que se mide por el cociente entre el módulo de la fuerza que actúa sobre una carga móvil que pasa por el punto y el producto de dicha carga por la componente de la velocidad perpendicular al vector inducción.


Unidades inducción magnética o campo magnético.
La unidad de inducción magnética en el Sistema Internacional o MKS se denomina Tesla .

En el sistema cegesimal o CGS, la unidad de inducción es el Gauss.


Un Tesla es la inducción de un campo magnético en el que una carga de un coulomb que se desplaza perpendicularmente a las líneas de fuerzas con una velocidad de 1 m/seg se ve sometida a una fuerza de un newton.


En la explicación o resolución de problemas donde intervienen campos magnéticos o corrientes eléctricas son importantes las siguientes notaciones.
Para representar un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la página y dirigido hacia adentro se utiliza como símbolo una cruz ( X ).
Para representar un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la página y dirigido hacia afuera se utiliza como símbolo un punto ( · ).


Existe un campo magnético cuando al penetrar en una región del espacio, una carga móvil experimenta una fuerza que depende de la velocidad de la carga.






Movimiento de una partícula cargada, situada en un campo magnético
Cuando una partícula cargada penetra perpendicularmente a un campo magnético, su trayectoria es una circunferencia, porque sobre ella actúa una fuerza magnética que es una fuerza deflectora, perpendicular al vector principal.
Fcentrípeta =
Fmagnética = q.V.B

Como la fuerza centrípeta es igual a la fuerza magnética al igualar estos valores se obtiene la siguiente fórmula: ;

el radio de la órbita descrita es: . La rapidez tangencial Vde la partícula en función de la rapidez angular w se determina mediante la ecuación V = w.R

En consecuencia la rapidez angular de la partícula es:


Fuerza magnética sobre una corriente rectilínea
Una corriente eléctrica consiste en un movimiento definido de cargas eléctricas en un conductor. Un campo magnético ejerce una fuerza magnética sobre una carga aislada en movimiento. Por consiguiente, es de esperarse que un campo magnético ejerza una fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo por el cual circula una corriente eléctrica.


Para comprobarlo basta colocar un conductor rectilíneo PQ de longitud l perpendicularmente a un campo magnético uniforme de inducción magnética . Si por el conductor se hace pasar una corriente eléctrica de intensidad I en el sentido indicado, el campo magnético actúa sobre el conductor con una fuerza , por lo que el conductor se mueve o tiende a moverse en el sentido de dicha fuerza.


Como los sentidos del campo magnético y de la corriente son generalmente conocidos, el sentido de la fuerza puede determinarse aplicando la regla de la palma de la mano derecha se coloca la mano derecha extendida con el pulgar perpendicular a los restantes dedos. Si en estas condiciones el pulgar señala el sentido de la corriente l, y los restantes dedos señalan el sentido de la inducción magnética , la fuerza que el campo magnético ejerce sobre la corriente es perpendicular a la palma de la mano y se aleja de ella.


A fin de estudiar la fuerza ejercida por un campo magnético de inducción , considere un tramo recto de un conductor, de longitud l, que transporta una corriente de intensidad l, siendo q la carga total que se está desplazando por el conductor y t el tiempo que esta carga tarda en recorrer la longitud considerada.

Teniendo en cuenta que la intensidad de la corriente es la carga que circula por cada unidad de tiempo:

y que la velocidad con que se mueve las cargas es el espacio recorrido por unidad de tiempo:

Las anteriores ecuaciones permite deducir:

 

Sustituyendo la anterior expresión de la velocidad en la fórmula de la fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga en movimiento, resulta: F = q.V.B

La anterior ecuación es válida únicamente cuando el vector inducción magnética es perpendicular al conductor de longitud l.


La fuerza ejercida por un campo magnético sobre un conductor rectilíneo situado perpendicularmente a las líneas de fuerza es igual al producto que resulta de multiplicar la inducción magnética por la longitud del conductor y por la intensidad de la corriente.


Si la inducción magnética o campo magnético forma con el conductor l un ángulo q se tiene que la componente de perpendicular al conductor es . Por consiguiente, el módulo de la fuerza magnética que actúa sobre el conductor es:
F = I. B1 .l
Pero: B1 = B.senq
Por consiguiente:
F = I.B.l senq .

 
 
 
 
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