Electromagnetismo. Fuerza magnética sobre una carga eléctrica en movimiento
Introducción
¡Hola!
Es un gusto saludarte en esta segunda sesión de la UDA, espero que estes teniendo un excelente día y que te encuentres con mucho ánimo para aprender nueva terminología propia del área.
En esta clase digital vamos a estudiar la relación que existe entre el movimiento de una carga eléctrica y la generación del campo magnético y la cuantificación de la fuerza eléctrica (Fuerza de Lorentz) que existe sobre una carga eléctrica que se mueve sobre un campo magnético.
Como se ha comentado en la clase anterior, el movimiento de una carga eléctrica genera un campo magnético debido a las “distorsiones” del campo eléctrico causadas por el movimiento. Cuando una carga eléctrica se mueve a través de un campo magnético, se genera una fuerza magnética la cual está en función de la carga eléctrica, su velocidad y la intensidad del campo magnético en donde se está moviendo, esta fuerza generada es llamada Fuerza de Lorentz, la cual es posible cuantificar su valor y conocer el sentido que tiene.
Sin más que agregar, te invito a proseguir la clase.
Desarrollo del tema
El descubrimiento de Oersted.
Los imanes no son las únicas fuentes de campos magnéticos, también un conductor con corriente eléctrica es capaz de generar un campo magnético. Esto fue descubierto por el científico danés H. C. Oersted y publicado en Copenhague el 21 de julio de 1820. Aquí se ponía de manifiesto que existía una conexión entre la corriente eléctrica y el magnetismo.
Nota: Al hacer pasar una corriente por el alambre la aguja de la brújula cercana a él se orienta perpendicularmente al alambre en vez de apuntar hacia el norte geográfico.
El descubrimiento de Oersted causó impacto y dejó entrever que el magnetismo se debía a las cargas en movimiento, dando con ello inició al estudio y desarrollo de un importante campo de la física llamado electromagnetismo.
Para conocer un poco más sobre la Fuerza de Lorentz, te invito a ver el siguiente video:
Fuerza magnética sobre una carga en movimiento.
La corriente es el resultado de las cargas en movimiento, luego, una carga puntual q, que se mueve con una cierta rapidez v, se comporta similar a una corriente pequeña y por lo tanto, el campo magnético B en el cual se mueve ejerce sobre ella una fuerza. Ver figura 2.
“Una carga eléctrica «q» que se mueve con una velocidad «v» perpendicular a un campo magnético de magnitud «B» experimenta una fuerza magnética de magnitud «F = qvB”.
La fuerza sobre la carga «q» permite a esta describir una trayectoria circular (el estudiante puede comprobar esto aplicando la «Regla de la mano derecha») por lo que «F» además de ser una fuerza magnética, es también una fuerza centrípeta F = mv2/r, en donde «m» es la masa de la carga y «r» es el radio del círculo descrito por el movimiento de la de la carga. Igualando ambas fuerzas, el radio de la trayectoria circular es r = mv/qB.
Conclusión
En conclusión, gracias al experimento de Oersted se conoció la relación intrínseca que existe entre la corriente eléctrica y el magnetismo, cuando un flujo de electrones atraviesa un conductor se genera un campo magnético alrededor de él, lo mismo sucede en una carga eléctrica en movimiento. Cuando la carga eléctrica se mueve en un campo magnético se genera sobre la carga eléctrica una fuerza (llamada Fuerza de Lorentz), cuya magnitud y sentido está en función del tipo y valor de la carga eléctrica, la velocidad con la que se mueve a través del campo magnético y la intensidad del campo magnético que atraviesa.
Los conocimientos adquiridos en esta segunda clase virtual son la base para entender la relación que existe entre la corriente eléctrica y el magnetismo en un conductor eléctrico.
Has terminado la segunda clase. ¡Continúa esforzándote vas muy bien! Para continuar con el tema siguiente del curso, primero debes realizar la actividad correspondiente y mandarla como se te pide. Te espero con mucho gusto en tu tercera clase.