FUERZA ELECTROMOTRIZ


CAMPOS MAGNÉTICOS
Introducción
Los antiguos griegos tenían conocimiento del magnetismo desde el año 800 a. C. Descubrieron que la magnetita (Fe3O4) atrae pedazos de hierro. En 1269 un francés llamado Pierre de Maricourt trazó las direcciones que seguía una aguja colocada en diversos puntos sobre la superficie de un imán natural esférico. Encontró que las direcciones formaban líneas queencerraban en un círculo a la esfera y que pasaban por dos puntos diametralmente opuestos el uno del otro, a los cuales llamó polos del imán. Experimentos posteriores mostraron que todo imán tiene dos polos llamados polos norte y sur.
En 1600 William Gilbert (1540-1603) amplió los experimentos de Maricourt a diversos materiales. A partir de que la aguja de una brújula se orienta en direccionespreferidas, sugirió que la tierra es un gran imán permanente.
La relación entre magnetismo y electricidad fue descubierta en 1819 cuando, durante una conferencia demostrativa, el científico danés Hans Christian Oersted encontró que una corriente eléctrica en un alambre desviaba la aguja de una brújula cercana.
André Ampere (1775-1836) formuló leyes cuantitativas para calcular la fuerza magnética ejercidasobre un conductor por otro conductor eléctrico que porta corriente.
En la década de 1820, Faraday demostró conexiones adicionales entre la electricidad y el magnetismo, y lo mismo hizo Joseph Henry (1797-1878) por su lado. Años después un trabajo teórico de Maxwell mostró que lo inverso también en cierto: un campo eléctrico variable origina un campo magnético.
Un pedazo de hierro desmagnetizadopuede magnetizarse golpeándolo con un imán. El magnetismo también se puede inducir en el hierro (y otros materiales) por otros medios. Es decir, si un pedazo de hierro desmagnetizado se coloca cerca de un imán intenso (sin tocarlo), conforme pase el tiempo el pedazo de hierro se magnetizará.

Campo Magnético
En el estudio de la electricidad la interacción entre objetos cargados se hadescrito en términos de campos eléctricos. Recuerde que un campo eléctrico rodea a cualquier carga eléctrica, estacionaria o en movimiento. Además de un campo eléctrico la región del espacio que rodea a una carga eléctrica móvil también contiene un campo magnético. Un campo magnético también rodea a cualquier sustancia magnética.
El símbolo B se ha usado para representar un campo magnético. La figura 1muestra cómo trazar el campo magnético de un imán de barra. Las líneas del campo magnético apuntan alejándose de los polos norte y acercándose a los polos sur.

Figura 1. Trazado de las líneas de campo magnético.
Se puede definir un campo magnético B en algún punto en el espacio en términos de la fuerza magnética FB que el campo ejerce sobre un objeto de prueba, en este caso es una partículacargada que se mueve a una velocidad v. Los experimentos acerca del movimiento de diversas partículas cargadas en un campo magnético dan los siguientes resultados.
1. La magnitud FB de la fuerza magnética ejercida sobre la partícula es proporcional a la carga q y a la rapidez v de la partícula.
2. La magnitud y dirección de FB depende de la velocidad de la partícula y de la magnitud y dirección delcampo magnético B.
3. Cuando una partícula se mueve paralela al vector de campo magnético, la fuerza magnética que actúa sobre la partícula es cero.
4. Cuando el vector velocidad de la partícula forma un ángulo θ≠0 con el campo magnético, la fuerza magnética actúa en la dirección perpendicular tanto a v como a B; es decir, FB es perpendicular al plano formado por v y B (fig 2).

Figura 2. Direcciónde la fuerza magnética.
5. La fuerza magnética ejercida sobre una carga positiva está en la dirección opuesta a la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre una carga negativa que se mueve en la misma dirección (fig 3).
6. La magnitud de la fuerza magnética ejercida sobre la partícula en movimiento es proporcional a sen θ, donde θ es el ángulo que el vector velocidad de la partícula forma...