la mama

La fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.

Las fuerzas magnéticas entre imanes y/o electroimanes es un efectoresidual de la fuerza magnética entre cargas en movimiento. Esto sucede porque en el interior de los imanes convencionales existen microcorrientes que macroscópicamente dan lugar a líneas de campo magnético cerradas que salen del material y vuelven a entrar en él. Los puntos de entrada forman un polo y los de salida el otro polo.Un conductor puede ser un cable o alambre por el cual circula unacorriente eléctrica. Una corriente eléctrica es un conjunto de cargas eléctricas en movimiento. Ya que un campo magnético ejerce una fuerza lateral sobre una carga en movimiento, es de esperar que la resultante de las fuerza sobre cada carga resulte en una fuerza lateral sobre un alambre por el que circula una corriente eléctrica.En la figura se muestra un tramo de alambre de longitud \scriptstyle lque lleva una corriente \scriptstyle i y que está colocado en un campo magnético \scriptstyle \bold{B}. Para simplificar se ha orientado el vector densidad de corriente \scriptstyle \bold{j} de tal manera que sea perpendicular a \scriptstyle \bold{B}.

La corriente \scriptstyle i en un conductor rectilíneo es transportada por electrones libres, siendo \scriptstyle n el número de estoselectrones por unidad de volumen del alambre. La magnitud de la fuerza media que obra en uno de estos electrones está dada por;

F^ \prime=q_0vB \sin \theta = ev_dB

por ser \,\! \theta = 90 ^ \circ y siendo \,\! v_d la velocidad de arrastre: v_d = \frac {j}{ne}. Por lo tanto,

F^ \prime = e \left ( \frac{j}{ne} \right )B = \frac{jB}{n}

La longitud \scriptstyle l del conductor contiene\scriptstyle nAl electrones libres, siendo \scriptstyle Al el volumen de la sección de conductor de sección transversal \scriptstyle A que se está considerando. La fuerza total sobre los electrones libres en el conductor y, por consiguiente, en el conductor mismo, es:

F = e \left ( nAl \right )F^ \prime = nAl\frac{jB}{n}

Ya que \scriptstyle jA es la corriente \scriptstyle i en el conductor, se tiene:\,\!F=ilB

Las cargas negativas que se mueven hacia la derecha en el conductor equivalen a cargas positivas moviéndose hacia la izquierda, esto es, en la dirección de la flecha verde. Para una de estas cargas positivas, la velocidad \,\!v apuntaría hacia la izquierda y la fuerza sobre el conductor \,\!F = q_0v \times B apunta hacia arriba saliendo del plano de la figura. Esta misma conclusiónse deduce si se consideran los portadores de carga negativos reales para los cuales \,\!v apunta hacia la derecha, pero \,\!q_0 tiene signo negativo. Así pues, midiendo la fuerza magnética lateral que obra sobre un conductor con corriente y colocado en un campo magnético, no es posible saber si los portadores de corriente son cargas negativas moviéndose en una dirección o cargas positivas que semueven en dirección opuesta.

La ecuación anterior es válida solamente si el conductor es perpendicular a \,\!B. Es posible expresar el caso más general en forma vectorial así:

\bold{F} = i \scriptstyle \bold{l} \times \scriptstyle \bold{B}

siendo \scriptstyle l un vector (recorrido) que apunta a lo largo del conductor en la dirección de la corriente. Esta ecuación es equivalente a larelación \scriptstyle \bold{F}=q_0 \bold{v} \times \bold{B} y cualquiera de las dos puede tomarse como ecuación de definición de \scriptstyle \bold{B}

Obsérvese que \vec l (no representado en la figura) apunta hacia la izquierda y que la fuerza magnética (\vec F = i \vec l \times \vec B) apunta hacia arriba saliendo del plano de la figura.

Esto concuerda con la conclusión a que se llegó al...