Fuerza Magnética

El campo magnético B se define de la ley de la Fuerza de Lorentz, y específicamente de la fuerza magnética sobre una carga en movimiento:

Las impliacciones de esta expresión incluyen:

1. La fuerza es perpendicular a ambas, a la velocidad v de la carga y al campo magnético B.

2. La magnitud de la fuerza es F = qvB senθ donde θ es el ángulo < 180 grados entre la velocidad y el campo magnético. Esto implica que la fuerza magnética sobre una carga estacionaria o una carga moviéndose paralela al campo magnético es cero.

3. La dirección de la fuerza está dada por la regla de la mano derecha. La fórmula de la fuerza de arriba está en forma de producto vectorial.

Cuando se aplica la fórmula de la fuerza magnética a un cable portador de corriente, se debe usar la regla de la mano derecha, para determinar la dirección de la fuerza sobre el cable.

De la fórmula de la fuerza de arriba se puede deducir que las unidades de campo magnético son los Newtons segundo / (Culombios metro) o Newtons por Amperio metro. Esta unidad se llama Tesla. Es una unidad grande y para pequeños campos como el campo magnético de la Tierra, se usa una unidad mas pequeña llamada Gauss. 1 Tesla es 10.000 Gauss. El campo magnético de la Tierra en su superficie es del orden de medio Gauss.

Ley de la Fuerza de Lorentz

De la ley de Lorentz, se pueden definir ambos, el campo eléctrico y el campo magnético:

La fuerza eléctrica es simplemente recta y en la dirección del campo si se trata de una carga positiva, pero la dirección de la parte magnética de la fuerza está dada por la regla de la mano derecha.

Regla de la Mano Derecha

La regla de la mano derecha es una regla mnemotécnica útil, para visualizar la dirección de una fuerza magnética dada por la ley de la fuerza de Lorentz. El diagrama de arriba muestra dos de las formas que se usan, para visualizar la fuerza sobre una carga positiva en movimiento. La fuerza estaría en la dirección opuesta para una carga negativa moviéndose en la dirección mostrada. Un factor a tener en cuenta es que, la fuerza magnética es perpendicular a ambos el campo magnético y la velocidad de la carga, pero eso nos da dos posibilidades. La regla de la mano derecha sólo nos ayuda a precisar cuál de las dos direcciones se aplica.

Para cables portadores de corriente, la dirección de la corriente eléctrica convencional, se puede sustituir por la velocidad de la carga v del diagrama de arriba.