Campos Magnéticos: Efectos en Corrientes Eléctricas y Cargas en Movimiento

Fuerza Magnética Ejercida sobre una Corriente Eléctrica

Una corriente eléctrica está formada por cargas que se mueven en una misma dirección. Experimentalmente se ha comprobado que un campo magnético ejerce una fuerza sobre una corriente eléctrica. Esta fuerza es la resultante de las fuerzas ejercidas sobre cada una de las cargas, y en algunos casos, sobre todas las cargas que componen la corriente. Por lo tanto, este efecto aparecerá como una fuerza que actúa sobre el conductor por el cual circula la corriente.

La fuerza magnética actúa sobre una corriente de forma perpendicular a esta, ya que es perpendicular a la dirección del movimiento de las cargas y al campo magnético. El sistema tridimensional está formado por la fuerza magnética, el campo eléctrico (E) y la corriente (I).

Fórmula: F_mag = IBL o F_mag = IBL sen θ

Bomba Magnética

Es un medio para hacer circular un metal líquido por una tubería. Se calcula como: P = F_mag / A

Torque Magnético

Cuando se coloca un circuito eléctrico plano en un campo magnético, las fuerzas que el campo magnético ejerce sobre cada conductor que compone el circuito dan lugar a un torque, que trata de colocar al circuito en un plano perpendicular al campo magnético. El torque no es un vector, sí lo es el momento magnético.

Campo Magnético Creado por una Corriente

Supongamos que varias cargas producen una corriente cuya intensidad es I. Cuando esto ocurre, las líneas del campo magnético son concéntricas con el alambre por el cual circula la corriente.

La fórmula depende de una constante que recibe el nombre de permeabilidad magnética (μ₀):

B_cr = μ₀ * I / 2πR

Donde: μ₀ = 4π x 10^-7 kg m² / C²

Campo Magnético Producido por una Corriente (Ley de Biot-Savart)

Biot y Savart descubrieron y validaron este hecho. Utilizaron un alambre conductor muy largo e hicieron pasar por él una corriente. Fueron calculando los campos producidos en distintos puntos, concluyendo que a medida que se alejaban del alambre conductor, la intensidad del campo disminuía considerablemente. Esto fue la base para la construcción de las bobinas.

Campo Magnético Producido por una Espira

Una espira es un conductor rectilíneo doblado en forma circular. Una espira permite obtener un campo magnético de mayor intensidad que el obtenido en un conductor rectilíneo.

Campo Magnético Producido por un Solenoide

Un solenoide, o bobina, es aquel alambre que enrollado forma N espiras. Cuando este dispositivo es recorrido por la misma corriente, el campo magnético se obtiene combinando los campos magnéticos de cada espira circular. Este dispositivo genera un electroimán, y lo que más interesa es el valor del campo magnético en el interior de la bobina.

Experimentos han demostrado que el campo magnético en el interior depende de la intensidad de la corriente y la cantidad de espiras. Es inversamente proporcional a la longitud del conductor.

Campo Magnético Creado por una Carga en Movimiento

Cuando millones de cargas eléctricas viajan en un conductor, podemos deducir que el campo magnético de una corriente eléctrica es el resultado de la superposición de los campos magnéticos producidos por cada una de las cargas en movimiento que constituyen la corriente.

Una carga eléctrica en reposo produce un campo eléctrico y una corriente eléctrica, pero una carga eléctrica en movimiento produce un campo magnético y una corriente eléctrica.