Electromagnetismo

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
INGENIERÍA INFORMÁTICA

ELECTROMAGNETISMO

FUERZAS EN CAMPOS MAGNÉTICOS
UN CAMPO MAGNÉTICO (B) existe en una región vacía del espacio si una carga que se mueve en dicha región experimenta
una fuerza debida a su movimiento (como se muestra en la figura 01). Es frecuente detectar la presencia de un campomagnético
por el efecto que produce sobre la aguja de una brújula (que es un pequeño imán de barra). La aguja de la brújula se alinea en la
dirección del campo magnético.
LAS LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO trazadas en una región del espacio corresponden a la dirección hacia donde apunta
una brújula colocada en esa región. En la figura 02 se muestra un método para determinar las líneas de campo cercanas a unimán
de barra. Tradicionalmente se toma la dirección de la aguja de la brújula como la dirección del campo.

Figura 01

Figura 02

UN IMÁN puede constar de dos o más polos, aunque debe tener al menos un polo norte y un polo sur. Ya que la brújula siempre
apunta alejándose del polo norte (N en la figura 02) y hacia el polo sur (S), las líneas de campo magnético salen del polo norte y
entran al polosur.
LOS POLOS MAGNÉTICOS del mismo tipo (norte o sur) se repelen uno al otro, mientras que polos distintos se atraen entre sí.
UNA CARGA QUE SE MUEVE A TRAVÉS DE UN CAMPO MAGNÉTICO experimenta una fuerza debida al campo,
siempre que su vector velocidad no esté a lo largo de una línea de campo magnético. En la figura 01, la carga (q) se mueve con
velocidad v en un campo magnético dirigido como semuestra. La dirección de la fuerza F sobre cada carga es la que se indica.
Note que la dirección de la fuerza sobre la carga negativa es opuesta a la que actúa sobre la carga positiva con la misma velocidad.
LA DIRECCIÓN DE LA FUERZA que actúa sobre una carga +q en movimiento en un campo magnético puede determinarse
por la regla de la mano derecha (Figura 03).

Figura 03
Mantenga la mano extendida.Apunte los dedos en la dirección del campo. Oriente el dedo
pulgar a lo largo de la dirección de la velocidad de la carga positiva. Entonces, la palma de la
mano empuja en la dirección de la fuerza que actúa sobre la carga. La dirección de la fuerza
que actúa sobre una carga negativa es opuesta a la que actúa sobre una carga positiva.
Con frecuencia es útil señalar que las líneas del campomagnético a través dela partícula y el
vector velocidad de la partícula forman un plano (el plano de la página en la figura 03). El
vector fuerza siempre es perpendicular a este plano. Una regla alternativa se basa en el
producto cruz vectorial: ponga los dedos de la mano derecha en la dirección de x, gire su
mano hasta que los dedos puedan cerrarse naturalmente hacia B a través del ángulo más
pequeño yentonces su dedo pulgar apunta en la dirección de FM. (Figura 04).
Se dice que FM está en la dirección de v cruz B.

Jofre A. Robles P.

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Figura 04

FÍSICA BÁSICA

LA MAGNITUD DE LA FUERZA (FM) sobre una carga que se mueve en un campo magnético depende del producto de cuatro
factores:
1) q, la magnitud de la carga (en C)
2) y, la magnitud de la velocidad de la carga (en m/s)
3) B, la intensidaddel campo magnético
4) sen θ, donde θ es el ángulo entre las líneas de campo y la velocidad v.
EL CAMPO MAGNÉTICO EN UN PUNTO se representa mediante un vector B, que alguna vez se llamó inducción magnética
o densidad de flujo magnético, y que ahora simplemente se conoce como el campo magnético.
La magnitud de B y sus unidades se definen mediante la ecuación
FM = qvB sen θ, donde FM está ennewtones, q en coulombios, v en m/s y B es el campo magnético en una unidad llamada
tesla (T). Por razones históricas que se verán más tarde, un tesla también se puede expresar como weber por metro cuadrado:
1 T = 1 Wb/m . Incluso también se encuentra la unidad cgs para B, el gauss (G), donde 1 G = 10 -4 T.
El campo magnético de la Tierra es unas cuantas décimas de 1 gauss. Note también que:
2

1 T =...