Ley de Lorentz. Acción del campo magnético sobre un conductor enmovimiento. Diferencia de potencial entre sus extremos.
Cuando un conductor rectilíneo se mueve perpendicularmente en un campo magnético constante surge en él una
En efecto, aplicando la “Ley de Lorentz” sobre las cargas de un conductor neutro que se mueve con
velocidad “v” perpendicular a un campo magnético “B” se puede observar que aparecen unas fuerzas magnéticas tal y como se muestran a continuación.(1)
Esta fuerza magnética no va a provocar ningún movimiento en las cargas positivas, ya que al encontrarse en los núcleos atómicos, están fijas en la estructura del conductor. Sin embargo, las cargas negativas son
libres de moverse por todo el conductor, por lo que los electrones se desplazarán hacia la parte superior del conductor dejando, en la parte inferior una acumulación de protones desparejados. Así pues se irá
acumulando carga eléctrica negativa en la parte superior y carga eléctrica positiva en la parte inferior, tal y como se muestra a continuación.(2)
Este proceso no continúa indefinidamente, ya que la acumulación de carga en los extremos va a provocar la aparición de un campo
condensador eléctrico). Dicho campo eléctrico va a contrarrestar el efecto magnético, debido a que fuerzas eléctricas y magnéticas van a estar orientadas en sentido opuesto. (3)
Así pues el equilibrio se alcanzará cuando el campo eléctrico sea lo suficientemente grande como para que la fuerza eléctrica anule la fuerza magnética. En ese momento cesará la acumulación de carga en los extremos.
Dado que ha aparecido un campo eléctrico entre los extremos del conductor, este efecto provoca una diferencia de potencial entre dichos extremos (igual que si fuese una pila). Asumiendo que el conductor tiene una longitud “d” y que el campo eléctrico E es constante, la diferencia de potencial entre los extremos del conductor es ΔV = E · d
Teniendo en cuenta que las fuerzas magnética y eléctrica se van a anular podemos obtener la siguiente expresión:
Fm = q · (v × B) > Fe = Fm → E = v · B
Fe = q · E >
Con lo que la diferencia de potencial, expresada en función de los valores iniciales de velocidad, longitud
del conductor y campo magnético, adopta la siguiente expresión
ΔV = v · B · d
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