Explorando el Campo Magnético: Partículas, Cables y Trayectorias
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Campo Magnético
Partículas con Cargas
Cuando una carga *q* penetra en un campo magnético *B* con una velocidad *v*, aparece una fuerza magnética *Fm* que viene dada por la fórmula de Lorentz: *Fm = q(v x B)*; *Fm = qvBsenθ*. Su dirección es perpendicular al plano que forman *v* y *B*, y su sentido es el de avance del sacacorchos por el camino más corto desde el vector *v* al vector *B* para las cargas positivas, y el camino contrario para las cargas negativas. Si el campo está dirigido hacia dentro del papel y la partícula entra de izquierda a derecha con una velocidad *v* perpendicular a *B*, la trayectoria que describe una partícula negativa es la representada en el dibujo.Cables Rectilíneos
El módulo del campo magnético *B* creado por una corriente rectilínea en un punto *P* es: *B = µI / 2πd*. Su dirección y sentido son los del giro de los dedos de la mano derecha cuando la corriente circula en el sentido señalado por el dedo pulgar. Su unidad de medida es el Tesla.Trayectoria
Como la fuerza *Fm* es perpendicular a la velocidad *v*, cambia la dirección de esta. Mientras el electrón esté en el campo, la fuerza es constante, obligando al electrón a describir un movimiento circular uniforme.La Carga en Línea Recta: Fe = Fm
Para que la partícula continúe en línea recta sin desviarse, la fuerza resultante que actúe sobre ella debe ser nula. La fuerza eléctrica que se produzca sobre la partícula tiene que ser del mismo valor pero sentido contrario a la fuerza magnética: *Fm = Fe*; *qvB = qE*.La Carga en Línea Recta: Fm
La segunda ley de Lorentz dice que para que la fuerza sea nula, debe ser paralela a *v* y *B*. Por tanto, la dirección en la que se debe mover una carga en un campo magnético es paralela a la fuerza.El Trabajo (W de Fm creada por un campo magnético perpendicular a la velocidad)
La integral en todo el recorrido es la fuerza por el diferencial del vector de posición, y como la fuerza forma 90º con el vector de posición, el coseno de ambas es 90, que es 0.ΔEc
Es 0, ya que según el teorema de las fuerzas vivas, la ΔEc es igual al trabajo que realizan las fuerzas, y el trabajo es 0.Fuerza entre Conductores
El origen de las fuerzas que se ejercen ambos conductores está en la corriente eléctrica que circula por ellos. Cada conductor crea un campo magnético a su alrededor que afecta al otro, ejerciéndole una fuerza que viene dada por la expresión: *f = ILB*.