campos electromagneticos

1.- campos y fuerzas magnéticas
El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.
La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en una corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos)son también situaciones en que el campo magnético causa sus efectos creando una fuerza. Cuando una partícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce una fuerza F dado por el producto cruz:

donde es la carga eléctrica de la partícula, es el vector velocidad de la partícula y es el campo magnético. Debido a que esto es un producto cruz, la fuerza es perpendicular almovimiento de la partícula y al campo magnético.
La fuerza magnética no realiza trabajo mecánico en la partícula, esto cambiaría la dirección del movimiento de ésta, pero esto no causa su aumento o disminución de la velocidad. La magnitud de la fuerza es : donde es el ángulo entre los vectores y .`
2.- movimiento de una partícula con carga en un campo magnético
MOVIMIENTO CIRCULAR:
Consideramos elmovimiento de una partícula cargada en un campo magnético uniforme, de tal manera que la partícula se mueve con una velocidad perpendicular al campo .
La fuerza que actúa sobre la carga es , por lo tanto, en todo momento y son perpendiculares, existiendo exclusivamente una fuerza normal, por lo cual la carga describe una circunferencia.
Como la aceleración normal es , si es r el radio de laórbita, resulta:


Donde m es la masa de carga. La velocidad angular es v = wr, con lo cual 

Nótese que w es independiente de v. Veamos la expresión vectorial de la velocidad angular: ,  y como

entonces tenemos que

Nótese que en la anterior expresión deducimos que , pero como , resulta finalmente la expresión recuadrada.    
MOMENTO HELICOIDAL:
Consideramos el movimiento de una partículacargada en un campo magnético uniforme , pero ahora la velocidad no es perpendicular a .
Descomponemos en dos velocidades: una paralela a y otra perpendicular a : , y como , por superposición, resulta que , donde

Resulta que , lo que nos proporciona un movimiento rectilíneo y uniforme y, debido a, resulta un movimiento circular. La superposición de estos dos movimientos es una hélice de pasoconstante. Nótese que en la figura la hélice corresponde a q negativa.
Si B no fuese constante, resultaría que r variaría y, por lo tanto, la anterior hélice no sería circular, sino que el radio de la hélice decrecería (si B aumenta) o aumentaría (si B disminuye).
3.- fuerza magnética que actúa sobre un conductor que transporta corriente
Cuando una corriente eléctrica circula por un conductorque hace de un campo magnético, cada carga q que fluye a través del conductor experimenta una fuerza magnética. 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 I del alambre (fig.35-17) con la velocidad media , perpendicular al campo magnético B, la fuerza neta sobreese segmento del alambre es:

La velocidad media para cada carga que recorre la longitud l en al tiempo t es l/t. entonces, la fuerza neta sobre la longitud completa es


fuerza magnética sobre un conductor por el cual fluye una corriente.

Reordenando y simplificando, obtenemos.

Donde I representa la corriente en el alambre.
Del mismo, modo que la magnitud de la fuerza sobre una cargaen movimiento varia según la dirección de la velocidad, así la fuerza sobre el conductor por el que fluye corriente depende del ángulo que forma la corriente con respecto a la densidad de flujo. En general si un alambre de longitud l forma un Angulo θ con el campo B, como ilustra la figura 35-18, dicho alambre experimente una fuerza dada por:

Donde I es la corriente que circula por el...