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Fuerza de Lorentz
Segunda ley de Ampère
Cuando se crea un campo magnético por el paso de una corriente eléctrica por un conductor, se cumple que el trabajo que realiza el campo en cualquier camino cerrado es proporcional a la intensidad de corriente que abarca dicho camino. Este principio se conoce como teorema de Ampère o segunda ley de Ampère, y se expresa matemáticamente como:
Intensidad magnética en un campo cerrado y orientado.
Solenoides
Un dispositivo capaz de generar campos magnéticos intensos a partir de corrientes eléctricas limitadas es un solenoide, formado por una sucesión de espiras de hilo conductor enrolladas en forma helicoidal por las que circula corriente.
Los solenoides se caracterizan porque:
- Entre dos espiras consecutivas, el campo magnético se anula, ya que la corriente circula en sentido contrario por cada una de ellas.
- En el centro del solenoide se acumulan los campos magnéticos engendrados por cada espira, por lo que la densidad de flujo magnético es máxima.
El campo magnético en el centro de un solenoide tiene la siguiente magnitud:
Campo que produce un solenoide, nulo entre cada dos espiras y máximo en el centro.
El campo magnético que genera un solenoide tiene propiedades muy semejantes al de un imán de barra.
Movimiento de una carga en un campo magnético
En el interior de un campo magnético, las cargas eléctricas experimentan una fuerza, llamada de Lorentz (ver t38), que induce en ellas una aceleración definida como:
Espectrógrafo de masas
Una aplicación del movimiento de cargas eléctricas en el seno de un campo magnético es el espectrógrafo de masas.
Este dispositivo consta de un haz de isótopos ionizados (con carga eléctrica positiva) y de un generador de campo magnético constante , que modifica su trayectoria. Como su velocidad es perpendicular al campo, las partículas describen una trayectoria circular de radio:
Cada isótopo del átomo posee distinta masa, con lo que el radio de su trayectoria circular es también diferente.
Así, el espectrógrafo de masas permite separar los diferentes isótopos de un mismo elemento, que no se podrían diferenciar por métodos químicos convencionales.Momento magnético
Cuando en vez de una carga puntual se considera una corriente eléctrica que fluye por un circuito cerrado, la influencia de un campo magnético se manifiesta en:
- Una fuerza magnética global nula, ya que las fuerzas ejercidas sobre distintos elementos de corriente se compensan unas a otras.
- Un momento de giro neto, que provoca la rotación del circuito según la orientación del campo magnético.
El momento de giro inducido por el campo en el circuito se expresa como:
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- Carga eléctrica y circuitos
- La carga eléctrica. Ley de Coulomb
- El campo electrostático
- Energía potencial electrostática. Condensadores
- Circuitos eléctricos. Ley de Ohm
- Energía eléctrica y efecto Joule
- Asociación de resistencias y condensadores
- Fuerzas magnéticas.
- Fuerzas entre corrientes eléctricas. Primera ley de Ampère
- Campo magnético. Ley de Biot-Savart
- Fuerza de Lorentz
- Ley de Faraday-Henry
- Generadores de corriente alterna. Circuitos eléctricos
- Circuitos de corriente alterna
- Transformadores de corriente. Transporte de energía