Cuando una corriente eléctrica I circula por un
conductor que yace en un campo magnético B, cada carga q
que fluye a través del conductor experimenta una fuerza magnética F. Estas fuerzas se transmiten al conductor como un todo,
originando que cada unidad de longitud experimente una fuerza. Si la cantidad
total de carga q pasa
a través de la longitud L del
alambre
(figura 29.17) con una velocidad media v, podemos
escribir
F = qvB
La velocidad media para cada carga que recorre la
longitud L en el
tiempo t es L/t. Entonces,la fuerza neta sobre la longitud
completa es
Ahora bien, como I = qlt, reordenamos y
simplificamos para obtener
F = ILBG
Del mismo modo que la magnitud de la fuerza sobre una
carga en movimiento varía según la dirección de la velocidad, así la fuerza F
sobre un conductor por el que fluye corriente depende del ángulo θ que
forma la corriente respecto al campo B.
En general, si un alambre de longitud / forma un ángulo θ con el campo B, como se ilustra en la figura 29.19
dicho alambre experimentará una fuerza F dada en newton por
donde / es la corriente que circula por el alambre
expresada en amperes, B es
el campo magnético expresado en teslas, L
es la longitud del alambre en metros y θ es el ángulo que
forma el alambre con respecto al campo B.
La dirección
de la fuerza magnética sobre un conductor a través del cual fluye corriente
puede determinarse mediante la regla de la mano derecha, en la misma forma que
cuando se trata de una carga en movimiento (ya que una corriente está moviendo
la carga). Como muestra la figura 29.19, cuando el pulgar apunta en la
dirección de la corriente I y los dedos apuntan en la dirección del campo
magnético B. la palma de la mano
está de cara a la dirección de la fuerza magnética F. La dirección de la fuerza siempre es perpendicular tanto
a I como a B.
El alambre de la figura 29.19 forma un ángulo de 30°
respecto a un campo B de 0.2 T, cuyo valor es de 0.2 T. Suponiendo que la
longitud del alambre sea 8 cm
y que pase a través de él una corriente de 4 A, determine la magnitud y la dirección de la
fuerza resultante sobre el alambre.
Plan: La magnitud de la fuerza se determina al sustituir
directamente en la ecuación (29.11) y la dirección de la fuerza se obtiene al
aplicar la regla de la mano derecha.
Solución: La longitud se convierte en metros (L = 8 cm. = 0.08 m).
La aplicación de la regla de la mano derecha muestra
que la dirección de la fuerza es ascendente. Si la dirección de la
corriente se invirtiera, la fuerza sería descendente.
Excelente, gracias por la explicación.
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