Fuerza de lorentz ejemplos

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19.La “Ley de Coulomb” es ley representa la fuerza que experimentan dos cargas puntuales, “Q” y “q”, separadas una distancia “r”, únicamente por el hecho de estar cargadas. Su expresión matemática es. Dicha La fuerza eléctrica puede ser atractiva, si las cargas son de diferente signo, o repulsiva, si ambas son de igual signo. Asimismo, son fuerzas que verifican el principio de acción y reacción, ya que ambas partículas cargadas generan fuerzas iguales y opuestas. A continuación aparecen dos ejemplos. El primero corresponde a dos cargas de igual signo y el segundo a dos cargas de signo contrario. Por otro lado, se dice que en un punto existe un “campo eléctrico” si en ese punto colocamos una carga eléctrica y dicha carga experimenta una fuerza eléctrica. La “intensidad del campo eléctrico” se puede definir como la fuerza que se experimenta por unidad de carga.
Por tanto, el “intensidad del campo eléctrico” es un vector y se mide en N/C. Otra expresión de la “intensidad del campo eléctrico” se puede hacer desde el punto de vista de la carga que crea dicho campo, y su expresión es. La “intensidad del campo eléctrico”, por tanto, es una perturbación que afecta a todo el espacio y que decrece con el cuadrado de la distancia. Para el caso concreto de una carga puntual o esférica el campo eléctrico es radial y su sentido dependiente del signo de la carga, tal y como se representa a continuación: En donde las superficies equipotenciales (superficies que comparten el mismo potencial) son superficies esféricas concéntricas, mientras que las líneas de fuerza son radiales y perpendiculares a las superficies equipotenciales.

23.La ecuación que determina como afecta un campo magnético a una carga se determina por la denominada “Ecuación de Lorentz”, la cual viene dada por la siguiente expresión FM = q · (V × B) Observando los términos que aparecen en la ecuación, solo tiene sentido evaluar los efectos de un campo magnético sobre una carga en movimiento, ya que si el cuerpo no está cargado y/o no está en movimiento la fuerza magnética será nula. A continuación aparecen dos ejemplos de aplicación de esta ley. a) sobre una carga puntual en movimiento (ejemplo: trayectoria cuando la velocidad de la carga es perpendicular al campo).

Si V y B son perpendiculares la fuerza magnética también será perpendicular a dichos vectores, dado que la fuerza surge como resultado de un producto vectorial. Además, al ser constantes q, V y B, la fuerza también lo será, y, además, como dicha fuerza es perpendicular a la trayectoria, generará un cambio en la dirección de V, pero no en su módulo. Teniendo en cuenta que, como consecuencia del producto vectorial, dicha fuerza va a ser siempre perpendicular a la velocidad se concluye que la carga realizará

una trayectoria circular de velocidad constante. Uno de los parámetros que caracterizan este movimiento es el radio de la trayectoria circular. Para determinarlo basta con igualar la fuerza magnética con la fuerza centrípeta, es decir, y despejando “r” obtenemos el radio de la trayectoria: Otro parámetro a determinar es el periodo de revolución, el cual es:

B) sobre un conductor lineal de corriente eléctrica

Si se aplica la “Ley de Lorentz” para el caso de conductores eléctricos por los que circula una corriente I, se obtiene la siguiente expresión: Fm = q · (v × B) → Fm = I · (L × B)

En donde L es el vector de longitud del conductor orientado en el sentido de la corriente y B es el campo magnético externo. Dicha expresión justifica el hecho de que un conductor por el que circula una corriente I perpendicular a un campo magnético experimente una fuerza magnética tal y como se representa a continuación.

Éste es el fundamento físico del motor eléctrico (espira por la que circula un corriente eléctrica e introducida en el seno de un campo magnético; la espira comenzará a girar como consecuencia de las fuerzas magnéticas que experimenta)


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