Page 597 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

578 Capítulo 29 Magnetismo y campo magnético

F qvB
J k
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
' H _ > _ L = £ /L
X X X X X X X X L x x x x x x
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Mano derecha
Figura 29.18 Fuerza magnética sobre un conductor por el Figura 29.19 La fuerza magnética sobre un conductor por el
cual fluye una corriente. cual circula una corriente. La corriente está dirigida a un ángulo
9 respecto al campo B.

Del mismo modo que la magnitud de la fuerza sobre una carga en movimiento varía
según la dirección de la velocidad, así la fuerza F sobre un conductor por el que fluye co­
rriente depende del ángulo 9 que forma la corriente respecto al campo B. En general, si un
alambre de longitud / forma un ángulo 9 con el campo B, como se ilustra en la figura 29.19
dicho alambre experimentará una fuerza F dada en newtons por
F = ILB sen 9 (29.11)

donde / es la corriente que circula por el alambre expresada en amperes, B es el campo mag­
nético expresado en teslas, L es la longitud del alambre en metros y 9 es el ángulo que forma
el alambre con respecto al campo B.
La dirección de la fuerza magnética sobre un conductor a través del cual fluye corriente
puede determinarse mediante la regla de la mano derecha, en la misma forma que cuando se
trata de una carga en movimiento (ya que una corriente está moviendo la carga). Como mues­
tra la figura 29.19, cuando el pulgar apunta en la dirección de la corriente I y los dedos apuntan
en la dirección del campo magnético B. la palma de la mano está de cara a la dirección de la
fuerza magnética F. La dirección de la fuerza siempre es perpendicular tanto a I como a B.

Ejemplo 29.3 El alambre de la figura 29.19 forma un ángulo de 30° respecto a un campo B de 0.2 T, cuyo
valor es de 0.2 T. Suponiendo que la longitud del alambre sea 8 cm y que pase a través de él una
corriente de 4 A, determine la magnitud y la dirección de la fuerza resultante sobre el alambre.
Plan: La magnitud de la fuerza se determina al sustituir directamente en la ecuación
(29.11) y la dirección de la fuerza se obtiene al aplicar la regla de la mano derecha.
Solución: La longitud se convierte en metros (L = 8 cm = 0.08 m).
F = ILB sen 9 = (4 A)(0.08 m)(0.2 T) sen 30°
F = 0.032 N
La aplicación de la regla de la mano derecha muestra que la dirección de la fuerza es as­
cendente. Si la dirección de la corriente se invirtiera, la fuerza sería descendente.

Campo magnético de un conductor largo y recto
El experimento de Oersted demostró que una carga eléctrica en movimiento, o una corriente,
originan un campo magnético en el espacio que la rodea. Hasta ahora hemos estudiado la
fuerza que ese tipo de campo ejercerá sobre un segundo conductor por el que circula corrien­
te o sobre una carga en movimiento en el campo. A continuación se empezará a calcular los
campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas.
Primero hay que examinar la densidad de flujo que rodea a un conductor largo y recto
que transporta una corriente constante. Si se esparcen limaduras de hierro sobre el papel que
rodea al conductor, como se aprecia en la figura 29.20, se alinearán en círculos concéntricos