Física y Quimica

Campo magnético. Fuerzas sobre conductores

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Si introducimos una carga eléctrica en el seno de un campo magnético no se detecta acción alguna del campo sobre la carga, pero si ésta se mueve en una dirección que no coincida con la del campo magnético, aparece una fuerza perpendicular a la dirección de la velocidad.

Ya que la corriente eléctrica es debida al movimiento de cargas en los conductores, es razonable suponer que si se sitúa un conductor eléctrico en el seno de un campo magnético, y hacemos que circule por él una corriente eléctrica, se producirá una interacción con el campo y aparecerá una fuerza sobre el conductor. Dicha fuerza se puede calcular. Para un conductor de longitud L, por el que circula una corriente I, situado en el seno de un campo magnético B:

  • La fuerza es siempre perpendicular al plano determinado por el conductor y el campo magnético.

  • El sentido se puede determinar aplicando la regla del sacacorchos, o de la mano derecha.

  • Su módulo depende del ángulo que formen el conductor y el campo. Adquiere el valor máximo cuando el conductor forme un ángulo de 900 con el vector campo.

 

Si situamos una espira rectangular en un campo magnético (ver figura) aparecerán sendas fuerzas sobre los lados opuestos que tienden a hacerla girar. Este es un fenómeno de singular importancia, ya que en él se apoya la construcción de motores eléctricos o de galvanómetros (aparatos destinados a medir el paso de la corriente eléctrica: amperímetros y voltímetros).

 

 

 

 

 

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En el vídeo se reproducen tres experimentos sencillos (reproducibles con el material que puede existir en cualquier laboratorio escolar).

El primero permite apreciar la fuerza sobre un conductor por el cual circula corriente y que se encuentra situado en el  seno del campo magnético de un imán.

El segundo permite visualizar las fuerzas actuantes sobre una espira por la que circula corriente. Dichas fuerzas provocan su giro, efecto aprovechado en la construcción de aparatos que detectan el paso de corrientes eléctricas (galvanómetros).

El último de los experimentos permite apreciar (aunque la fuerza es bastante débil) la atracción entre dos conductores por los que circulan sendas corrientes en el mismo sentido.


Un efecto importante se produce cuando se tienen dos conductores por los que circula corriente, ya que entonces se crearán campos magnéticos alrededor de ambos que interaccionarán con las cargas del otro (ver figura).

Dos corrientes paralelas del mismo sentido se atraen con una fuerza directamente proporcional a las intensidades que circulan por los conductores e inversamente proporcional a la distancia que los separa (ver apuntes en FisQuiWeb)

Si las intensidades tienen sentido contrario la fuerza entre los conductores es repulsiva.