CAMPO MAGNÉTICO (B)

La interacción magnética es otro tipo de interacción en la naturaleza. En la antigüedad se observó que algunos minerales de hierro como la magnetita, tenían propiedad de atraer pequeños trozos de hierro; esta propiedad que no podía explicarse por medio de interacciones gravitacionales ni eléctricas, recibió el nombre de magnetismo, nombre que proviene de la antigua ciudad de Magnesia del Asia Menor en donde se encontraban estos materiales.

Definiremos campo magnético B a una región en el espacio, en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad v, sufre los efectos de una fuerza F que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Matemáticamente podemos definir la fuerza magnética así:

F = q v Ä B

Y desarrollando el producto cruz entre dos vectores v y B

F = ôq½ ôvô ôBô sen q

Observemos que F mantiene su carácter vectorial y q es el ángulo que forman v y B

Imagen tomada de: http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRDtrkVqbbXLNWx-mZUEpmCX60Fa2HZTmpupQvr8PjPQqVfu0Cs

Veamos qué sucede cuando analizamos diversos ángulos:

Si q = 0° → F = ô qôô vôô Bôsen 0 → F = 0 → Fuerza nula

Si q = 90° → F = ô qôô vôô Bôsen 90 → F = q v B → Fuerza máxima

Si q = 180° → F = ô qôô vôô Bôsen 180 → F = 0 → Fuerza nula

Apreciamos claramente que en los casos en que v = 0, q = 0 y 180º (o sea que la velocidad de la partícula sea paralela o anti paralela a la dirección de B) la fuerza magnética es nula.

Si despejamos el campo magnético de F = q v B Podemos revisar sus unidades en el S.I.

F / q v = B

Nw / [c . m/s]= TESLA

Nw / [A. m]= TESLA = Webber / m²

Si dicha partícula se mueve en una región en que la que coexistan un campo eléctrico (E) y un campo magnético (B), podemos calcular la fuerza resultante a partir de la famosa ecuación de Lorentz:

F = q E + q v Ä B

Resumiendo, cuando una carga positiva q se mueve con una velocidad v por un punto donde exista un campo magnético B, queda sujeta a la acción de una fuerza magnética que tiene las siguientes características:

MÓDULO: F = q v Ä B

DIRECCIÓN: F es perpendicular al plano que contiene v y B

SENTIDO: lo determinan cualquiera de las reglas de las manos, como veremos a continuación

REGLA DE LA PALMA DE LA MANO DERECHA:

Imagen tomada de: http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/Fsica_mdulo1_estudiantes/i%2092.JPG

Se coloca la mano derecha de tal manera que el pulgar indique la dirección de la velocidad y el resto de los dedos, indica la dirección de campo. La recta perpendicular a la palma de la mano, nos indica la dirección y sentido de la fuerza, pues viene dado por el vector que sale de ella.

REGLA DEL PULGAR DE LA MANO DERECHA:

Imagen tomada de: http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTSE5YFTkKFB0xATEXrS_4oXFq9qpQVYyhhhWrUuSzBUdmzDnrH

Para identificar la dirección y sentido del campo magnético que rodea un alambre conductor por el que circula una corriente, debemos imaginar que tomamos con la mano derecha el alambre conductor, ubicando el pulgar en la dirección y sentido de la corriente eléctrica y la forma que toman los demás dedos, corresponde a la dirección y sentido del campo magnético.

REGLA DE LOS TRES DEDOS DE LA MANO IZQUIERDA:

Imagen tomada de:  http://pmtrmagnetismo.blogspot.com/2012/04/la-regla-de-los-tres-dedos-de-la-mano.html

Se colocan los dedos índice, medio y pulgar de la mano izquierda, de manera que formen ángulos de 90º entre sí y se le asigna a cada dedo, uno de los vectores de la ecuación así: v será el dedo del medio, B será el índice y F el pulgar.