Cap. 29: Campo Magnético

Líneas de campo magnético fuera de una barra magnética, visualizadas por limaduras de hierro

Líneas de campo magnético dentro y fuera de una barra magnética

Líneas de campo eléctrico de un dipolo

Los polos magnéticos siempre existen en pares

Fuerza sobre una carga moviéndose en un campo magnético

F q v B= ×En el sistema MKS, la unidad de B es el Tesla (T). Otra unidad (no métrica) es el Gauss (G), donde 1T = 104 G.

La fuerza magnética es siempre perpendicular al vector velocidad, por lo tanto es una fuerza centrípeta

Movimiento de una carga cuando v es perpendicular a B:

Calcular el radio r de la órbita, el período T y la frecuencia f.

Movimiento de una carga cuando v tiene un componente paralelo a B:

Corriente rectilínea en campo magnético uniforme

Ejemplo 29-6

Corriente no-rectilínea y/o campo magnético no-uniforme

dF IdL B= ×

I

B

a

b

x

B

1F IbB=

AI=µ

θ

2a

2a

2F IbB=

1 2 1 2sin sin ,2 2

2 sin sin sin2

,

a aF F F F IbB

aIbB IabB IAB

B IA

τ = θ + θ = =

τ = θ = θ = θ

τ = µ× µ =

θ

θ

AI=µ

sincampodW d B d= −τ θ = −µ θ θ

sincampodU dW B d= − = +µ θ θ

0cos UBU +−= θµSi elegimos la energía potencial de modo que sea cero cuando el ángulo es 90 grados, tenemos que U0=0 y la energía potencial es

BBU ⋅−=−= µθµ cos

Ejemplo 29-8

Una bobina circular de 250 vueltas y área igual a 2.52 x 10-4 m2 tiene una corriente de 100 µA. La bobina está inicialmente en reposo en un campo magnético de magnitud B=0.85 T, con su momento dipolar magnético inicialmente alineado con B. ¿Cuál es la dirección de la corriente? Calcula el trabajo que debe hacer un agente externo para rotar la bobina por 90 grados.

Ejemplo 29-3: Espectrómetro de Masa

2 2

27

2

1 2

81 1.66 10

qVv

m

mv mVrqB B q

B qxm

VUsa uma kg−

=

= =

=

= ×

Cap. 29: Campo MagnéticoLíneas de campo magnético fuera de una barra magnética, visualizadas por limaduras de hierroLíneas de campo magnético dentro y fuera de una barra magnéticaLíneas de campo eléctrico de un dipoloLos polos magnéticos siempre existen en paresFuerza sobre una carga moviéndose en un campo magnéticoLa fuerza magnética es siempre perpendicular al vector velocidad, por lo tanto es una fuerza centrípetaMovimiento de una carga cuando v es perpendicular a B:Movimiento de una carga cuando v tiene un componente paralelo a B:Corriente rectilínea en campo magnético uniformeEjemplo 29-6Ejemplo 29-8Ejemplo 29-3: Espectrómetro de Masa