Teoría Electromagnética

Fuerza magnética sobre una carga móvil.

La fuerza magnética sobre una carga móvil tiene cuatro características esenciales.

La primera es que su magnitud es proporcional a la magnitud de la carga. La segunda es que la magnitud de la fuerza también es proporcional a la magnitud del campo. La tercera es que la fuerza magnética depende de la velocidad de la partícula. Y la cuarta es que los experimentos indican que la fuerza magnética F no tiene la misma dirección que el campo magnético B, sino que es siempre perpendicular tanto a B como a la velocidad de la partícula v. Cuando v y B son paralelas, la fuerza F es cero. La Figura 1 muestra estas relaciones, que se expresan matemáticamente mediante la siguiente ecuación, donde X se entiende por producto vectorial:

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Figura 1

La magnitud de la fuerza F es:

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Donde  es la magnitud de la carga, v es la velocidad de la carga, B es la magnitud del campo y es el ángulo medido desde la dirección de v hacia la dirección de B, como se muestra en la Figura 1.

La magnitud de F es máxima cuando v y B son perpendiculares, como se ilustra en la Figura 2:

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Figura 2

Para calcular la dirección de la fuerza magnética sobre una partícula cargada, se utiliza la regla de la mano derecha, según la Figura 3:

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Figura 3
Movimiento de partícula cargada en un campo magnético.

Cuando una partícula se mueve en un campo magnético, sobre ella actúa una fuerza magnética dada por la siguiente ecuación 1, cuya magnitud es:

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Donde m es la masa de la partícula y R la órbita circular.

De esta manera se obtiene el radio R de una órbita circular en un campo magnético, y la rapidez angular de la partícula como:

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La órbita de una partícula cargada en un campo magnético uniforme se puede observar en la Figura 4:

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Figura 4

Fuente:

Fisica_Universitaria_-_Sears-Zemansky_Vo

Escrito por Prof. Larry Francis Obando – Technical Specialist – Educational Content Writer – Twitter: @dademuch

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