Principios de la Fuerza Magnética: Ley de Lorentz e Interacción de Corrientes Eléctricas
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La fuerza magnética F ejercida sobre una carga puntual q que se mueve con velocidad v en el seno de un campo magnético B está caracterizada por la ley de Lorentz cuya expresión matemática es:
Esta fuerza se denomina fuerza de Lorentz y tiene las siguientes características:
- Si una carga se introduce en reposo dentro de un campo magnético, no sufre la acción de ninguna fuerza, es decir, los campos magnéticos no actúan sobre cargas en reposo.
- Si la carga se introduce con una velocidad de la misma dirección que el campo magnético, no sufre la acción de fuerza alguna, puesto que los vectores v y B forman un ángulo de 0º o de 180º, y en ambos casos el seno es cero.
- La dirección de la fuerza de Lorentz siempre es perpendicular a los vectores v y B , es decir, al plano que contiene a ambos vectores.
- El sentido de la fuerza de Lorentz es el mismo que el producto vectorial si la carga es positiva, o de sentido contrario si la carga es negativa.
- Si la carga se introduce con velocidad perpendicular a la dirección del campo,se crea una fuerza centrípeta que modifica la dirección. La fuerza magnética toma su máximo valor:
- La fuerza magnética es en todo momento perpendicular a la velocidad por lo que no realiza trabajo alguno sobre la carga y, por tanto, no modifica su energía cinética.
- Si la carga se introduce en una región en la que coexisten un campo eléctrico y otro magnético, la fuerza ejercida sobre la misma será igual a la suma vectorial de la fuerza eléctrica y de la fuerza magnética:
FUERZA Magnética SOBRE UNA CORRIENTE RECTILÚINEA
La corriente eléctrica consiste en el desplazamiento de cargas eléctricas a lo largo de un conductor. Por tanto, si situamos adecuadamente un conductor rectilíneo de longitud l, por el que pasa una corriente eléctrica de intensidad I en el seno de un campo magnético uniforme B, éste ejercerá una fuerza magnética sobre cada una de las cargas (electrones) que se desplazan por el conductor.
FUERZA Magnética ENTRE CORRIENTES Rectilíneas, PARALELAS E INDEFINIDAS
Supongamos dos conductores rectos de longitudes l1 y l2 por los que circulan corrientes de intensidades I1 e I2, respectivamente, dispuestos paralelamente uno respecto del otro y separados una distancia d. Cada uno de ellos producirá un campo magnético en cada uno de los puntos que forman el otro cuyos valores vendrán dados por: