Fuerzas Magnéticas y Dipolos
Los campos magnéticos ejercen fuerzas sobre cargas y corrientes en movimiento, y pares que alinean los dipolos magnéticos.
Definition
La fuerza magnética es la parte de la fuerza de Lorentz dependiente de la velocidad que actúa sobre cargas y corrientes en movimiento; un dipolo magnético, caracterizado por su momento dipolar, experimenta un par que tiende a alinearlo con el campo y una fuerza en un campo no uniforme.
Scope
Este tema abarca la parte magnética de la fuerza de Lorentz sobre cargas en movimiento, la fuerza y el par sobre conductores que transportan corriente, el momento dipolar magnético y su energía, fuerza y par en un campo, y el campo producido por un dipolo. Incluye por qué la fuerza magnética no realiza trabajo y la aproximación dipolar para bucles de corriente distantes.
Core questions
- ¿Cómo desvía un campo magnético las cargas en movimiento y los cables que transportan corriente?
- ¿Por qué la fuerza magnética no realiza trabajo sobre una carga puntual?
- ¿Cómo responden los dipolos magnéticos a campos uniformes y no uniformes?
Key concepts
- Fuerza de Lorentz
- movimiento ciclotrónico
- fuerza sobre una corriente
- momento dipolar magnético
- par sobre un dipolo
- campo dipolar
Key theories
- Fuerza de Lorentz (parte magnética)
- Una carga que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza perpendicular tanto a su velocidad como al campo, lo que provoca un movimiento circular o helicoidal; debido a que siempre es perpendicular a la velocidad, la fuerza magnética no realiza trabajo.
- Dipolo magnético en un campo
- Un bucle de corriente se comporta como un dipolo magnético que experimenta un par que lo alinea con el campo y, en un campo no uniforme, una fuerza neta; su campo distante tiene la forma dipolar universal.
Clinical relevance
Las fuerzas magnéticas impulsan motores eléctricos, espectrómetros de masas, ciclotrones y sensores de efecto Hall, mientras que las interacciones de dipolos magnéticos subyacen al comportamiento de las brújulas, la resonancia magnética y la alineación de materiales magnéticos.
History
Ampère describió las fuerzas entre corrientes en la década de 1820 y modeló el magnetismo como resultado de corrientes circulantes. La fuerza dependiente de la velocidad sobre las cargas fue aclarada por Lorentz alrededor de 1900, completando la imagen clásica que más tarde se denominó fuerza de Lorentz.
Key figures
- Hendrik Lorentz
- André-Marie Ampère
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- griffiths2017
Frequently asked questions
- ¿Por qué la fuerza magnética no realiza trabajo?
- La fuerza magnética sobre una carga es siempre perpendicular a su velocidad, por lo que cambia la dirección del movimiento pero no la velocidad, y por lo tanto no transfiere energía a la carga.
- ¿Qué es un momento dipolar magnético?
- Es un vector que caracteriza un pequeño bucle de corriente o imán, igual a la corriente multiplicada por el área del bucle para un bucle; establece el par que el objeto siente en un campo y la fuerza del campo dipolar que produce.