Información sobre corriente eléctrica, carga eléctrica, campo magnético y fuerza magnética.
En 1819, el científico danés Hans Christian Oersted (1777-1851) descubrió la relación entre el magnetismo y la corriente eléctrica , o cargas en movimiento . Observó que cuando la aguja de una brújula se acercaba a un cable por el que circulaba corriente eléctrica, se desviaba. En ausencia de corriente eléctrica, la aguja apuntaba al norte.
La aguja de una brújula es un imán, por lo que una fuerza magnética puede moverla . ¿De dónde proviene la fuerza magnética (F)? Cerca de la aguja de la brújula hay un cable por el que circula una corriente eléctrica, por lo que esta corriente eléctrica debe generar una fuerza magnética.
Observa la imagen de la derecha. Aplica la regla de la mano derecha para determinar la dirección de la corriente eléctrica y la del campo magnético. Si la corriente eléctrica (I) se mueve hacia arriba, la dirección del campo magnético (B) será la que se muestra en la imagen de la izquierda. Por el contrario, si la corriente eléctrica se mueve hacia abajo, la dirección del campo magnético será la que se muestra en la imagen de la derecha.
Un campo magnético ejerce una fuerza sobre un cable por el que circula corriente.
Una corriente eléctrica puede ejercer una fuerza sobre la aguja de una brújula magnética. ¿Puede un imán también ejercer una fuerza sobre una corriente eléctrica?
Supongamos que un cable transporta una corriente eléctrica entre los polos norte y sur de un imán. La flecha que va del polo norte al polo sur indica la dirección del campo magnético. La flecha roja indica la dirección de la corriente eléctrica (I) y la flecha azul indica la dirección de la fuerza magnética (F).
La dirección de la fuerza magnética F es perpendicular a la dirección de la corriente eléctrica I y perpendicular a la dirección del campo magnético B. Utilice la regla de la mano derecha para hallar la dirección de la corriente eléctrica, la dirección del campo magnético y la dirección de la fuerza magnética.
La siguiente ecuación establece la relación entre la fuerza magnética, la corriente eléctrica y el campo magnético.
F = BI l sen θ
F es el símbolo de la fuerza magnética, B es el símbolo del campo magnético, I es el símbolo de la corriente eléctrica, l es el símbolo de la longitud del cable en un campo magnético.
θ es el ángulo entre la dirección de la corriente eléctrica y la dirección del campo magnético. Si la corriente eléctrica es perpendicular al campo magnético (90 ° ), entonces el valor de sen 90° = 1, por lo que la fórmula cambia a F = BI l . Por el contrario, si la corriente eléctrica es paralela al campo magnético (0 ° ), entonces el valor de sen 0° = 0, por lo que la fuerza magnética es cero.
Para calcular el campo magnético, la fórmula anterior cambia a: B = F / I l.
La unidad internacional de fuerza magnética es el Newton (abreviado N), y la unidad internacional de campo magnético es el Tesla (abreviado T). Tesla proviene del nombre del inventor y físico serbio-estadounidense Nikola Tesla (1856-1943). Según la fórmula del campo magnético anterior, este también puede expresarse en Newtons por Amperio-metro (N/A m). Además del Tesla, el campo magnético también se expresa en Gauss (G). Gauss proviene del nombre del matemático, astrónomo y físico alemán Johann Carl Friedrich Gauss (1777-1855). 1 G = 10⁻⁴ T.
Fuerza magnética sobre una carga eléctrica que se mueve en un campo magnético
Un campo magnético puede ejercer una fuerza magnética sobre un cable conductor. La corriente eléctrica es una carga eléctrica en movimiento, por lo que un campo magnético también puede ejercer una fuerza magnética sobre cargas eléctricas en movimiento libre, no solo sobre un cable conductor.
La fórmula para calcular la fuerza magnética sobre una carga eléctrica que se mueve en un campo magnético se deriva de la fórmula anterior de la fuerza magnética F = BI l sin θ . Dado que I = q/t y l = vt, la fórmula de la fuerza magnética cambia a
Descripción de la fórmula: F = fuerza magnética, B = campo magnético, q = carga eléctrica, v = velocidad de movimiento de la carga, θ = ángulo entre v Dan B
Si v perpendicular a B maka θ = 90o donde sen 90o = 1. Por otro lado, si v paralelo a B maka θ = 0odonde sen 0o = 0. Por lo tanto, la fuerza magnética tiene un valor máximo cuando v perpendicular a B y la fuerza magnética es cero cuando v paralelo a B.
La dirección de la fuerza magnética F es perpendicular al campo magnético B y perpendicular a la velocidad de la carga eléctrica v.
