Ideas clave
Los campos magnéticos los producen cargas en movimiento y actúan sobre cargas en movimiento. La fuerza es siempre perpendicular al campo y a la velocidad, así que cambia la dirección del movimiento pero no la rapidez.
- La fuerza sobre una carga es F = qvB sen θ, y sobre un hilo F = BIL sen θ. Es nula cuando el movimiento va a lo largo del campo.
- Una partícula cargada que se mueve perpendicular a un campo uniforme describe un círculo de radio r = mv ÷ (qB).
- Un hilo recto largo crea un campo B = μ₀I ÷ (2πr), y un solenoide tiene B = μ₀nI en su interior, con n espiras por metro.
- Dos hilos paralelos se atraen si las corrientes van en el mismo sentido y se repelen si van en sentidos opuestos.
Ecuaciones clave
F = qvB sin θF = BIL sin θB = μ₀I ÷ (2πr)B = μ₀nI (solenoid)r = mv ÷ (qB)F ÷ L = μ₀I₁I₂ ÷ (2πd)Φ = BA cos θ
Ejemplo resuelto
Un protón (q = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, m = 1,67 × 10⁻²⁷ kg) se mueve a 1,0 × 10⁶ m/s perpendicular a un campo de 0,10 T. F = qvB = 1,6 × 10⁻¹⁹ × 1,0 × 10⁶ × 0,10 = 1,6 × 10⁻¹⁴ N. El radio es r = mv ÷ (qB) = 1,67 × 10⁻²⁷ × 1,0 × 10⁶ ÷ (1,6 × 10⁻¹⁹ × 0,10) = 0,10 m.
Errores comunes
- Esperar una fuerza sobre una carga que se mueve en la dirección del campo. Allí la fuerza es cero.
- Olvidar invertir la dirección para una carga negativa al usar la regla de la mano derecha.
- Pensar que la fuerza magnética acelera la partícula. No realiza trabajo, así que la rapidez es constante.
Práctica
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