Fuerzas entre campos magnéticos y corrientes eléctricas.

Una corriente eléctrica crea un campo magnético. Lo podemos dibujar con la regla de la mano derecha y calcular con la ley de Ampere (Biot-Savart). es lógico que entre un imán y una corriente eléctrica aparezcan fuerzas de atracción o repulsión.

Vamos a pensar en la corriente eléctrica más sencilla. Una carga eléctrica que se mueva con una velocidad v. Al penetrar en un campo magnético aparece una fuerza sobre ella.

En este dibujo representamos el campo magnético entrando en el papel. La v es hacia la derecha y entonces la fuerza es hacia arriba.

Módulo:   F= q.v.B. senα    q es la carga (en Culombios)   v su velocidad (en m/s)  B el campo magnético (en Teslas)   y α  el ángulo que forman v y B.

Dirección perpendicular a v y B.

Sentido se saca por diversas reglas la más sencilla es que si giramos los dedos de la mano derecha de v a  B el sentido es el del dedo pulgar. (giro antihorario, positivo)

Todas estas normas se resumen en matemáticas en una sola operación llamada producto vectorial: 

Podemos ver este vídeo en youtube.

Las partículas cargadas situadas en campos magnéticos perpendiculares se ven afectadas por fuerzas perpendiculares y por tanto realizan trayectorias circulares:

Según la figura superior podemos escribir F=m.a     qvB = m.v2 /R       R=mv/qB

El radio que describen las partículas depende de su masa, carga, velocidad y campo.

Midiendo este radio se pueden determinar masas y velocidades de las partículas.

 

En el acelerador de Ginebra los científicos miden la masa de las partículas que resultan observando la curvatura de sus trayectorias en un campo magnético.