domingo, 23 de noviembre de 2014

7.4 Fuerzas magnéticas entre corrientes.

7.4 Fuerzas magnéticas entre corrientes. 

Una corriente eléctrica es un conjunto de cargas en movimiento. Conocida ya la fuerza que el campo B ejerce sobre una única carga, calculamos ahora la fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente.
Fuerza sobre un conductor rectilíneo
Imaginemos un conductor rectilíneo de sección A por el que circula una corriente eléctrica I. La fuerza a la que se ve sometido cuando se encuentra en un campo B uniforme será la suma de la fuerza sobre todas las cargas.
Si n es el número de cargas q por unidad de volumen, y ve la velocidad de desplazamiento de las mismas, el número de cargas en un elemento de volumen de longitud l es:



Por lo que la fuerza total se calculará multiplicando el número de cargas por la fuerza ejercida sobre cada una de ellas:


Definimos el vector l como un vector de módulo la longitud del conductor y dirección y sentido el que indica la intensidad de corriente. Recordando la expresión de la intensidad I podemos escribir la fuerza como:

  

Por las propiedades del producto vectorial se deduce que:

Cuando el campo B es paralelo al conductor, la fuerza magnética ejercida sobre el conductor es nula.

Fuerza sobre un conductor de forma arbitraria
Si el conductor tiene sección constante pero una forma arbitraria y el campo no es uniforme, la fuerza se calcula mediante la integral, tomando un elemento diferencial de corriente según el sentido de la intensidad:


Aunque el conductor no sea rectilíneo, si el campo B es uniforme la expresión anterior se simplifica ya que se puede sacar B fuera de la integral. Entonces, según se aprecia en el dibujo, la fuerza total que B ejerce sobre el conductor de longitud l no rectilíneo es la misma que ejercería en caso de que el conductor fuera rectilíneo y uniera los puntos inicial (a) y final (b) del conductor (l´).



Problemas:





Bibliografía:



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