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FUERZA SOBRE UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE.

Cuando una corriente eléctrica circula por un conductor que 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 dela longitud I del alambre (fig.35-17) con la velocidad media [pic], perpendicular al campo magnético B, la fuerza neta sobre ese segmento del alambre es:

[pic]

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

[pic]

[pic]

Figura 35-17 fuerza magnética sobre un conductor por el cual fluye unacorriente.

[pic]

Figura 35-18 Reordenando y simplificando, obtenemos.

[pic]

Donde I representa la corriente en el alambre.
Del mismo, modo que la magnitud de la fuerza sobre una carga en 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. Engeneral 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:

[pic]

Donde I es la corriente que circula por el alambre. Si B esta en teslas. l en metros e I en amperes, la fuerza estará expresada en newtons.
La dirección de la fuerza magnética sobre un conductor a través del cual fluye corriente puededeterminarse mediante la regla del tornillo de rosca derecha, en la misma forma que cuando se trata de la carga en movimiento. Ciando I se hace girar a B, la dirección de la fuerza F esta en la misma dirección que el avance del tornillo de rosca derecha. La fuerza F siempre es perpendicular tanto a I como a B.

Ejemplo 35-3
El alambre de la figura 35-18 forman un ángulo de 30º con respecto al campo B,cuyo valor es de 0.2 T. si la longitud del alambre es de 8cm y pasa a través de él una corriente de 4 A, determine la magnitud y la dirección de la fuerza resultante sobre el alambre.
Solución: Sustituyendo en la ecuación nos queda:
F = BIl sen θ
F = (0.2 T)(4 A)(0.08 m)(sen 30º )
F = 0.032 N

TAREA:
1. Un alambre largo de 10 cm transporta una corriente de 6 A en una dirección de 35ºal norte de un campo magnético dirigido al este con una densidad de flujo de 0.04 T. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza que actúa sobre cada centímetro de alambre?
2. Un segmento de alambre de 12 cm transporta una corriente de 4 A y forma un ángulo de 41º con el flujo magnético horizontal. ¿Cuál debe ser la magnitud del campo B para producir una fuerza de 5 N sobre estesegmento de alambre?
Respuesta: 15.9 T

CAMPO MAGNÉTICO DE UN CONDUCTOR LARGO Y RECTO.

El experimento de Oersted demostró que una carga eléctrica en movimiento, o corriente, origina un campo magnético en el espacio que los rodea. Hasta ahora hemos estudiado la fuerza que ese tipo de campo ejercerá sobre un segundo conductor por el que circula la corriente o sobre una carga en movimiento enel campo. A continuación se empezará a calcular los campos magnéticos producidos por corriente eléctrica.
Primero hay que examinar la densidad de flujo que rodea a un alambre largo y recto que transporta la corriente constante. Si se esparcen limaduras de hierro que el papel que rodea al alambre, como se aprecia en la fig.35-19, se alinearan en circuitos concéntricos alrededor del alambre. Unainvestigación similar del área que rodea al alambre con una brújula magnética ratificara que el campo magnético es circular y que esta dirigido en un sentido del avance de las manecillas del reloj, como se ve a lo largo de la dirección de corriente convencional (positiva). Ampere ideo un método conveniente para determinar la dirección del campo que rodea a un conductor recto, y se le dio el...
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