Magnetostatica

Campos y Fuerzas Magnéticas

Principalmente para el estudio de partículas cargadas que se mueven en un Campo Magnético B se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:

* La magnitud de la Fuerza Magnética FB ejercida sobre la partícula es proporcional a la carga q y a la velocidad υ de dicha partícula.
* La magnitud y la dirección de FB dependen de la velocidad de la partícula yde la magnitud y dirección del campo magnético B.
* Cuando la partícula cargada se mueve en forma paralela al vector del campo magnético, la fuerza magnética que actúa sobre ella es igual a cero.
* Cuando el vector de velocidad de la partícula forma un ángulo θ≠0 con el campo magnético, la fuerza magnética actúa en dirección perpendicular tanto a υ como a B.
* La fuerza magnéticaejercida sobre una carga positiva tiene dirección opuesta a la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre una carga negativa que se mueva en la misma dirección.

* La magnitud de la fuerza magnética que se ejerce sobre una partícula en movimiento es proporcional a sinθ, siendo θ el ángulo que el vector de velocidad de la partícula forma con la dirección de B.
Matemáticamente la fuerzamagnética se puede escribir:
FB = qv x B Y su magnitud es: FB = qvBsinθ
Nota: La unidad de la fuerza magnética (FB) en el SI es Newton (N), por lo que la unidad del campo magnético (B) es Tesla (T) el cual equivale a 1N/A• m, donde A es la expresión del Amper. Para saber la dirección de la fuerza se puede utilizar la regla de la mano derecha.
A partir de lo mencionadoanteriormente ¿podrías indicar la dirección que tendría la fuerza para cada caso presente en la imagen?

Diferencias entre Fuerzas Eléctricas y Magnéticas

a. La fuerza eléctrica actúa a lo largo de la dirección del campo eléctrico, en tanto que la fuerza magnética actúa perpendicularmente a éste.


b. La fuerza eléctrica actúa sobre una partícula cargada sin importar si ésta seencuentra en movimiento, en tanto que la fuerza magnética actúa sobre una partícula cargada sólo cuando está en movimiento.
c. La fuerza eléctrica efectúa trabajo al desplazar una partícula cargada, en tanto que la fuerza magnética asociada con un campo magnético estable no efectúa trabajo cuando se desplaza una partícula, debido a que la fuerza es perpendicular al desplazamiento.

FuerzaMagnética que actúa sobre un conductor que transporta carga.

* Al colocar un elemento conductor sobre un campo magnético, éste ejercerá una fuerza magnética sobre cada una de las cargas en circulación, lo que ocasiona que sobre el conductor se efectué una fuerza también, puesto que cuando las cargas chocan con los átomos del elemento se transfiere dicha fuerza magnética.
*Matemáticamente la fuerza que actúa en un elemento recto conductor se expresa:

FB=qvd X BnAl
Vd: Velocidad de arrastre
n: Número de cargas por unidad de volumen.
A: Sección transversal del alambre recto.
l: Longitud del alambre recto.
Pero como I = nqVdA → FB=ILxB, donde L es el vector que apunta en dirección de la corriente, el cual tiene magnitud L y dirección y sentido según la corriente.
*En un alambre de forma arbitraria si se desea conocer la fuerza magnética sobre un segmento muy pequeño se utiliza:
dFB = Idl X B
* Si se desea conocer la fuerza magnética total sobre el alambre, se integra la expresión anterior, resultando:
FB=IL'xB
Donde L’ es el vector dirigido de un extremo del conductor al extremo opuesto.

Torque sobre un lazo de Corriente en un Campo MagnéticoUniforme

* Si el campo magnético es paralelo al plano del lazo se origina un torque máximo igual a:
τ=IAB
Donde A es el área contenida por el lazo.

* Si el campo magnético forma un ángulo θ con respecto a la línea perpendicular al plano del lazo, el torque es igual a:
τ=IABsinθ
Quiere decir que el par de torsión tiene su valor máximo cuando el campo es perpendicular a la normal al...