Campo Magnético-Física 2

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CAMPO MAGNÉTICO 
CAMPO MAGNÉTICO 
DEFINICION: Se dice que existe campo 
magnético en un punto del espacio si, además de 
la fuerza electrostática, se ejerce una fuerza de 
origen magnético sobre 
 una carga en movimiento que pase por ese punto. 
Problema 1 - Determinar el valor, dirección y 
sentido del campo magnético en un 
punto. 
Problema 2 - Determinar el valor, dirección y 
sentido de la fuerza de origen 
magnético ejercida sobre una carga 
que pase por ese punto. 
Dirección y módulo del campo magnético 
La dirección del campo magnético es aquella 
en la cual ha de moverse una carga para que el 
campo no ejerza fuerza alguna sobre ella. 
sen.vq.
F
B 
  TmAN
smC
N
BBdeunidad 111
1


 

sen.vq.
F
B 
REGLA DE LA MANO IZQUIERDA 
LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO 
B 
B 
B// dA 
 
LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO – FLUJO 
MAGNÉTICO 
  = B.cos . dA En el caso particular que B es uniforme y 
constante sobre una superficie plana de área total A. 
  = B.A.cos  
 Si B es perpendicular a la superficie, el cos  = 1 y el flujo total 
resulta 
  = B.A 
 La unidad S.I. del campo magnético es 1T = 1 N.A–1m–1por 
consiguiente, la unidad de flujo magnético es el N.m.A–1, 
también llamado weber (Wb). Si el elemento dA es perpendicular 
a B, resulta que: 
 
 
 es decir, el campo magnético es igual al flujo por unidad de área a 
través de una superficie perpendicular al campo. Como la unidad 
de flujo magnético es 1 Wb, la unidad de campo magnético (1T) 
es igual a 1 Wb/m2. De ahí que también el campo B recibe 
también el nombre de densidad de flujo. 
dA
d
B


Trayectorias de las partículas cargadas en 
movimiento en un campo magnético 
 
Aceleración centrípeta= 
R
v2
 por la segunda ley de Newton: 
 
R
v
.mB.v.q
2

y el radio de la órbita circular será: 
 
q.B
v.m
R 
Fuerza sobre un conductor que transporta corriente 
 × 
 × 
 F1 × × × × × × × × × × 
 × × × × × × × × × × 
 × × 
 × 
 × 
 × × × × × × × × × × 
 × × × × × × × × × × × 
 + 
 × 
 × 
 × 
 × 
 × 
 × × 
 × 
 × 
 
q1 q2 
 v1 v2 
 F2 
 J 
 
 J 
• Sean n1 y n2 los números de cargas portadoras positivas y 
negativas, respectivamente, por unidad de volumen. Los números de 
portadores en la parte considerada son n1 A  y n2 A ; y la fuerza 
total F sobre todos ellos (y, por consiguiente, la fuerza total sobre el 
hilo) tiene una intensidad: 
 F = (n1.A. ) ( q1v1.B )+ (n2.A. )( q2.v2.B ) = ( n1q1v1+n2 q2v2 ) A..B. 
• Pero n1.q.1v1 + n2.q2.v2 (o, escrito en forma más general,) es igual a 
la densidad de corriente J, y el producto J.A es igual a la corriente I, 
de modo que resulta: 
F = B.I. 
• Si el campo B no es perpendicular al cable, sino que forma un 
ángulo  con él, la componente de B paralela al cable (y, por tanto, 
paralela a la velocidad de arrastre de las cargas) no ejerce fuerza 
alguna; la componente perpendicular al cable está dada por B= 
B.sen  por lo que, en general, 
 F = B.I. = B.I..sen  
 
•Motor de Corriente 
Continua 
•Fuerza y Torque sobre un 
Circuito Completo 
Repaso de algunas fórmulas 
BvqF

 .


sen.vq.
F
B
dA.cos.Bd 
  G10tesla(T)1mAN
smC
N
BBdeunidad 411
1


 

dAB .cos. 
Bq
vm
R 
senBvqF ...
Fuerza sobre un conductor 
FIGURA 6 
 × 
 × 
 F1 
 × × × × × × × × × 
 × × × × × × × × × × 
 × × 
 × 
 × 
 × × × × × × × × × × 
 × × × × × × × × × × × 
 + _ 
 × 
 × 
 × 
 × 
 × 
 × × 
 × 
 × 
 q1 q2 
v1 
 
v2 
 F2 
 J 
 
 J 
F1 = q1.v1.B F2 = q2.v2.B 
N1 = n1 A  N2 = n2 A  
Ftot = F1 N1 + F2 N2 
Ftot = (n1A ).(q1.v1.B) + (n2A ).(q2.v2.B) 
F = I  B 
Ftot = (n1q1v1 + n2q2.v2). (A  B) 
En general: F = I  B sen  
= (J.A)  B 
Fuerza y Torque sobre un Circuito Completo 
La fuerza sobre un circuito completo en un campo magnético 
uniforme es siempre nula, pero el torque suele no serlo. 
 
La fuerza total y el torque sobre cualquier conductor en un 
campo magnético, se puede calcular dividiéndolo en segmentos. 
Fuerza sobre un conductor: Ejemplo 
Sea un cuadro conductor rectangular MNPQ con lados de longitudes “a” y “b”. 
La normal al plano del cuadro (línea “n”) forma un ángulo  con la dirección 
de un campo magnético uniforme ; el cuadro transporta una corriente I B

Lado PQ: de longitud “a”; se cumple 
que B  J;la recta de acción de F 
paralela al eje “x”, y de sentido a 
derecha, su valor F = B.a.I 
Lado MN: la fuerza de igual 
valor que en el lado anterior, 
pero de sentido opuesto 
Lado QM: de longitud “b”, el 
valor de la fuerza es 
F’ = I.b.B.sen(90º + ) 
Lado PN: de longitud “b”, el 
valor de la fuerza 
–F’ = I.b.B.sen(90º – ) 
F = I.b.B.cos  
Fx = 0 
Fy = 0 
Para tener en cuenta 
• La suma de las fuerzas sobre el cuadro es nula. 
• Las fuerzas F y –F (sobre los lados paralelos al eje) 
tienen intensidad máxima, constante, que no 
depende de la posición angular del cuadro. 
Constituyen una cupla (salvo en dos posiciones). 
• Las dos fuerzas F´y –F´ (sobre los lados perpendicu-
lares al eje de rotación) tienen intensidad variable (de 
0 al máximo) según la posición angular del cuadro y 
siempre están alineadas (misma recta de acción). 
Cálculo del Torque o Momento 
La distancia de la recta de 
acción entre las dos fuerzas: 
d = b. sen  
Al torque o momento de la cupla se lo puede calcular como:  = (I.B.a).(b. sen ) 
Pero a.b = A  
B 
F 
n 
 
 
 
B 
F 
–F 
n 
 
 = I.B.A. sen 
C a s o s E x t r e m o s 
Cuadro  al Campo 
F y –F alineadas 
 = 0º   = 0 
–F 
Cuadro // al Campo 
 = 90º   = Máx 
Motor de Corriente Continua 
Motor de Corriente Continua 
Cómo 
Funciona el 
Colector 
Cómo funciona el colector 
Direct Current Electric Motor.mp4
Despiece de un motor de CC 
FIN