VII Corriente y campo magnético 1

INTERACCIONES MAGNÉTICAS
Fuerza y campo magnético
Campo magnético y corriente
Circulación y flujo del campo magnético
Materiales magnéticos

Fenómenos magnéticos
• Interacción atractiva o repulsiva entre imanes.
• Orientación de la brújula en el campo
magnético de la Tierra.
• Almacenamiento de información en memorias
magnéticas.
• Resonancia Magnética Nuclear.
• Magnetismo a escala cósmica, aescala
humana y a escala microscópica.

Un imán atrae objetos metálicos

Brújula y campo terrestre

Memorias magnéticas

Equipo e imagen de RMN

Manchas solares

Magnetoencefalografía y Bacteria magnética

Fuerza y campo magnético
Método de la carga
Método de la corriente
Movimiento de cargas en campos magnéticos

Campo magnético (método de la carga móvil)

•
•
•
•

Para saber si en unpunto del
espacio hay campo magnético se
coloca una carga de prueba qp en
ese punto, con velocidad v. Si al
variar v se encuentra que:
F sobre qp es perpendicular a v.
F = 0 para cierta dirección de v.
F α v para una dirección fija de v.
F α sen θ cuando el vector v
barre un ángulo de una vuelta a
partir de la dirección para la que
F = 0.

Campo magnético (método de la carga móvil)
Entonces existe uncampo magnético
B en el punto indicado, cuya
dirección es θ = 0 y cuya magnitud se
define como

Unidades de B: N/(C∙m/s) = N/A∙m = T
T representa Tesla
Si v no es perpendicular a B entonces
forman un ángulo θ, F no es máxima
y la magnitud de B se define como

Campo magnético (método de la carga móvil)
De la expresión anterior podemos
escribir

Como

es la magnitud de
y como F es perpendicular
av y a B, entonces B es el vector
que cumple la relación

Campo magnético (método de la corriente)

•
•
•
•

Con este método puede definirse
un campo uniforme en la región
donde se encuentra un alambre
recto con el que se asocia un
vector L , por el que pasa una
corriente estacionaria i. Si al
variar i y la orientación del
alambre se encuentra que:
F sobre el alambre es
perpendicular a L.
F = 0para cierta dirección de L.
F α i para una dirección fija de L.
F α sen θ cuando L barre un
ángulo de una vuelta a partir de
la dirección para la que F = 0.

Campo magnético (método de la corriente)
Entonces en la región donde está
el alambre existe un campo
magnético uniforme B cuya
dirección es θ = 0 y cuya
magnitud se define como

con unidades N/A∙m = Tesla.
Cuando L y B forman un ángulocualquiera θ, F no es máxima y
la magnitud de B se define como

Campo magnético (método de la corriente)
A partir de la expresión
anterior

Como F es perpendicular a
L y a B, y además
es la magnitud del producto
, la ecuación que
define con precisión al
campo magnético B es

Movimiento de cargas en campos magnéticos
Campos uniformes y velocidad
perpendicular al campo
La fuerza magnética es
máxima, escentrípeta y tiene
magnitud constante F = qvB.
La carga se mueve con MCU,
para el cual

Las cargas negativas se
mueven en sentido opuesto.

Haz de electrones desviado por un campo
magnético

Mov. de cargas con v perp. a B uniforme. Aplicaciones
• Determinación de la relación carga/masa:
• Selector de velocidades.
E y B son uniformes y perpendiculares entre sí.
Debe lograrse que
para que no sedesvíen las partículas cuya

Mov. de cargas con v perp. a B uniforme. Aplicaciones
• Espectrómetro de masas.
Entre partículas semejantes,
las de menor masa se
mueven en círculos de
menor radio pues,

Así
pueden
separarse
espacialmente y registrarse
en diferentes detectores.

Espectrómetro de masas

Mov. de cargas con v perp. a B uniforme. Aplicaciones
• Ciclotrón
El campo eléctrico oscilanteacelera las cargas y el campo
magnético uniforme las hace
mover en semicírculos de
radio creciente.
La frecuencia de oscilación
del campo debe coincidir con
la frecuencia de giro de las
cargas

que no depende de v ni de r.

El primer ciclotrón

Mov. de cargas con v no perpendicular a B uniforme

La
componente
perpendicular de la
velocidad determina una
fuerza centrípeta que
produce MCU y la...