Física

Efectos de un campo magnético sobre las cargas.


Carga eléctrica con velocidad en dirección diferente del campo eléctrico.

Cuando una carga se abandona cerca de un campo magnético estacionario con velocidad en una dirección diferente del campo, interactúa con él. Entonces esta fuerza será dada por el producto entre los dos vectores, y y dará como resultado un tercer vector perpendicular a ambos, esto se llama un producto vectorial y es una operación vectorial que no se ve en la escuela secundaria.

Pero podemos dividir este estudio en un caso peculiar donde la carga se mueve perpendicular al campo, y otro donde la dirección del movimiento es cualquiera excepto igual a la del campo.

  • Carga con movimiento perpendicular al campo.

Experimentalmente se puede observar que si nos acercamos a un imán de cargas eléctricas con movimiento perpendicular al campo magnético, este movimiento se desplazará perpendicular al campo y la velocidad, es decir, hacia arriba o hacia abajo. Esta será la dirección del vector de fuerza magnética.

Para cargas positivas, esta desviación ocurre hacia arriba:

Y para cargas negativas abajo.

La intensidad de será dado por el producto vectorial que para el caso particular donde y son perpendiculares se calcula por:

La unidad adoptada para la intensidad del campo magnético es tesla (T), que él llama , en honor del físico yugoslavo Nikola Tesla.

En consecuencia, la fuerza se calculará por:

Medido en newtons (N)

  • Carga moviéndose con dirección arbitraria al campo

Como se mencionó anteriormente, el caso donde la carga tiene movimiento perpendicular al campo es solo una peculiaridad de interacción entre la carga y el campo magnético. Para los otros casos, la dirección del vector será perpendicular al vector de campo magnético y a velocidad vector .

Para el cálculo de la intensidad del campo magnético solo se considera la componente de la velocidad perpendicular al campo, es decir, ser el ángulo formado entre y entonces reemplazando v por su componente perpendicular tendremos:

Aplicando esta ley a los otros casos que vimos anteriormente, veremos que:

  • si v = 0, entonces F = 0
  • si = 0 ° o 180 °, luego sen = 0, entonces F = 0
  • si = 90 °, luego sen = 1, entonces .

Regla de la mano derecha

Un método utilizado para determinar la dirección del vector. es la llamada regla de la mano derecha plana. Con una mano abierta, su pulgar apunta hacia el vector de velocidad y los otros dedos hacia el vector de campo magnético.

Para cargas positivas, vector tendrá la dirección de una línea que atraviesa la mano, y su significado será el de un vector que sale de la palma.

Para cargas negativas, vector Tendrá la dirección de una línea que atraviesa la mano, y su significado será el de un vector que sale del dorso de la mano, es decir, el vector que entra en la palma.