Alrededor de un imán existe un
campo magnético, el cual es el espacio que rodea a un imán y donde se manifiestan las fuerzas
de atracción o repulsión que este ejerce, siendo el medio a través del cual se
propagan los efectos magnéticos. Las fuerzas magnéticas son fuerzas de acción a
distancia que permiten recurrir a la idea de campo para describir la influencia
de un imán. Se recurre a la noción de líneas de fuerza para representar esta
estructura.
Las líneas de campo magnético
nunca se intersectan. Cuando una carga en movimiento se encuentra en un campo
magnético, dicha partícula experimentara una fuerza. Esta fuerza es
perpendicular a las direcciones del campo magnético y de la velocidad. Puesto
que la fuerza es una partícula siempre tiene una sola dirección, podemos
concluir que las líneas de campo magnético no se pueden cruzar.
Estas líneas que rodean el
material forman el campo magnético que contiene y para poder visualizarlo se
trazan líneas de campo magnético llamadas líneas de flujo. Estas líneas salen
del polo norte de un imán y entran por el polo sur; no tienen principio ni fin;
es decir, forman una especie de espiral que pasa por la barra magnetizada.
La intensidad del campo
magnético, también conocida como inducción magnética, se representa por la
letra B y es una cantidad vectorial con dirección y sentido expresados mediante
las líneas de fuerza magnética. La magnitud de campo magnético B en cualquier
punto del espacio se expresa mediante la siguiente ecuación:
Donde F representa la magnitud
de la fuerza magnética que se ejerce sobre una carga q0 , cuya velocidad v forma un
ángulo θ con el campo.
La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional es el tesla (T)
en honor a Nicola Tesla (1856-1943), la cual representa la intensidad que ha de
tener un campo magnético para que una cara de
1 C, moviéndose en su interior a una velocidad de 1 m/s
perpendicularmente a la dirección del campo, experimente una fuerza magnética
de 1 newton, es decir: 1
T= 1N/1 C x 1 m/s.
Dado que la fuerza magnética,
en el campo magnético y la velocidad pueden ser considerados como vectores, es
necesario reunir en una regla la concerniente a la relación entre sus
direcciones y sentidos. Mediante lo que Cutnell llama a la ”Regla de la Mano
Derecha N° 1”, podemos visualizar la dirección de estos tres componentes, donde
el dedo mediano apuntará hacia la dirección del campo magnético, mientras que el dedo índice identificará la dirección
de la velocidad, y el pulgar señalará la dirección de la fuerza.
Aquí les dejo este video que
explica más claramente lo que es el campo magnético y su funcionamiento.
Aquí hay un ejemplo de un problema utilizando la formula de
campo magnético:
Ejemplo:
Determina
la magnitud de campo magnético de una carga de 8.3µC, la cual al aplicarle una
fuerza de 5.4 x 10-3 N alcanza una velocidad de 7.6 x10 m/s. El
ángulo que existe entre la velocidad de la carga y el campo magnético es 52°.
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