El campo magnético y la fuerza magnética van de la mano. En este artículo, discutiremos la fascinante relación entre estos dos.
A campo magnético es una entidad real que llena el espacio alrededor de un conductor portador de corriente o carga en movimiento, o imán. Además de esto, la fuerza que actúa un campo magnético sobre una partícula cargada en movimiento es fuerza magnética.
Cómo se conecta el campo magnético a la fuerza magnética
Para entenderlo con mayor precisión, si colocamos un cargador estáticoe en un parche de campo magnético, la carga no experimenta fuerza, por lo que para definir un campo magnético, tomamos una carga q que se mueve con velocitary v en tal campo
si fm es la fuerza ejercida por el campo sobre la carga en movimiento, entonces se ha encontrado experimentalmente que;
- Fm ∝v
- Fm ∝q
- Fm ∝ v senθ
Si Fm es la fuerza ejercida por el campo sobre la carga en movimiento, entonces se ha encontrado experimentalmente que;
Combinando los tres puntos anteriores, obtenemos
Fm= Bqv senθ …………(1)
Aquí B es la constante proporcional, y da la magnitud del campo magnético. También se conoce como densidad de flujo magnético o campo magnético inducción, o simplemente campo magnético. Está un pseudo-vector, y lo denotamos por B.
Cuando un campo magnético es exactamente igual a la fuerza magnética
Si consideramos q=1, v=1 y θ = 90⁰
De la ecuación (1), Fm= B
Entonces, aquí, podemos decir que el campo magnético en un punto es igual a la fuerza magnética que actúa sobre una unidad de carga cuando se mueve con velocidad unitaria en una dirección perpendicular al campo magnético.
En notación vectorial, Fm= q(Bxv)
Obviamente, F.m conocido como magnético Fuerza de Lorentz, es perpendicular al plano que contiene vy B.
En caso,
En ese caso, F.m= qvB
comom= qvB
B = Fm/ qv
If Fm = 1N, q = 1C y v = 1 m / s
Entonces, 1T= N/C(m/s)
1T= N/Amperio
El SI la unidad de B se llama tesla (T)
Entonces, se dice que el campo magnético en un punto es un tesla si una carga de 1 culombio cuando se mueve perpendicular a la dirección del campo magnético con una velocidad de 1 metro / segundo, experimenta una fuerza de 1 newton.
Dirección del campo magnético y fuerza magnética.
El campo magnético no fluye en la dirección de su fuente que es actual; en cambio, fluye normal a la dirección de la corriente. Además, el fuerza magnética actúan perpendicularmente al campo magnético.
La dirección del campo magnético se puede detectar usando la regla del pulgar de la mano derecha. Según la regla del pulgar de la mano derecha; Si se mantiene en la mano un cable portador de corriente, la dirección del pulgar implica la dirección de la corriente y la dirección de los dedos indica la dirección del flujo del campo magnético.
Ejemplo
Si tomamos un barra magnética y llevarlo a un clavo de hierro, en algún momento, el clavo se mueve hacia el imán y se pega a él. Además, permanece allí hasta que lo separamos manualmente del imán. Entonces, ¿por qué un clavo de hierro se pega al imán?
La razón detrás es la Fuerza de atracción que conecta el clavo y el imán juntos. Esta fuerza la aplica el imán sobre la uña y, por lo tanto, se llama fuerza magnética.
Aquí hay una pregunta interesante que quiero que responda; ¿La fuerza magnética es fuerza de contacto, o en otras palabras, ¿es necesario el contacto entre un imán y un clavo para que el imán atraiga el clavo?
Cuando movemos el imán lentamente hacia el clavo de hierro, y en este punto, el clavo también comienza a moverse hacia el imán, significa que la fuerza entró en acción incluso cuando no hubo contacto entre el imán y el clavo. Por tanto, podemos decir que la fuerza magnética no es una fuerza de contacto.
¿Qué significa esta naturaleza sin contacto? de fuerza magnética dinos
Nos dice que hay un campo invisible producido por el imán en el espacio que lo rodea, y si trae algún ferromagnético material en este campo, entonces experimenta esa fuerza de atracción. No podemos ver este campo, pero existe.
Ahora una pregunta más interesante, ¿cree que la fuerza de este campo es constante en toda el área alrededor del imán?
Permítame explicarlo de manera sencilla, suponga que hay un enrutador inalámbrico de fidelidad operativo en algún lugar. Nos proporciona una señal de direcciones en conjunto a cierta distancia. Actualmente, para conectar el móvil a la red, nos gustaría llevarlo a este período únicamente. Esta señal es más fuerte cuando se encuentra cerca del enrutador.
“Cuanto más acerques tu teléfono celular al enrutador, más fuerte será la señal”.
Uno puede entender el Magnet con el mismo enfoque. El imán contiene un campo de fuerza a su alrededor. La fuerza de este campo es mayor cerca del imán y se reduce a medida que tendemos a alejarnos más de él.
Cuando traes cualquier objeto ferromagnético durante este campo, experimenta una fuerza atractiva. Cuanto más cerca tengamos de acercar ese objeto al imán, mayor será la fuerza que experimentará hasta que, con algún propósito, una vez que la fuerza sea lo suficientemente masiva como para hacer que el objeto salte hacia el imán.
Problemas en el campo magnético y la fuerza magnética.
Entendamos la relación del campo magnético y la fuerza magnética resolviendo algunos problemas básicos.
problema 1
Encuentra el campo magnético que se ejerce sobre una carga de 20 culombios que se mueve perpendicular a la dirección del campo magnético con una velocidad de 2 m / sy experimenta una fuerza de 5 newton.
Solución:
Dada la fuerza magnética, Fm
Velocidad de la partícula de carga, v
Campo magnético,
Fuerza del campo magnético es 0.125 Tesla.
problema 2
Encuentre la fuerza magnética experimentada por una partícula de carga con una carga de 50 culombios moviéndose con velocidad unitaria en ángulo recto con el campo magnético de fuerza 2 tesla.
Solución:
We saber que la ecuacion de la fuerza magnetica y el campo magnético es
Entonces, la fuerza experimentada por la partícula es de 100 newtons.
Preguntas frecuentes | Preguntas frecuentes
Q. ¿Cómo varían el campo magnético y la fuerza magnética entre sí?
Respuesta: "La fuerza magnética F es directamente proporcional a la fuerza del campo magnético. " A medida que el campo magnético se vuelve más fuerte, la fuerza magnética también aumenta y viceversa.
P. ¿En qué punto del campo magnético, la partícula de carga experimenta la fuerza magnética más fuerte?
Respuesta: Las líneas del campo magnético entran Polo Sur de imán y hojas del polo norte. Debido a esta fuerza magnética, se puede experimentar más fuerte en cualquiera de los polos en comparación con el polo opuesto.
Q. ¿El campo magnético afecta la fuerza magnética?
Respuesta: La fuerza experimentada por la carga en movimiento es diferente en diferentes puntos del campo magnético.
Las fuerzas magnéticas de atracción o repulsión causadas por el movimiento de partículas cargadas eléctricamente son responsables del motor eléctrico y la atracción del hierro hacia efectos de imán. Las cargas estáticas experimentan un campo eléctrico, mientras que el campo eléctrico y el campo magnético pueden ser experiencias entre cargas en movimiento. Esta fuerza magnética entre dos cargas en movimiento puede entenderse como el efecto sobre una carga por un campo magnético por otra.
Q. ¿Por qué la fuerza magnética es perpendicular al campo magnético?
Respuesta: Si dos objetos o entidades están en ángulo recto entre sí, significa que son perpendiculares entre sí.
Gracias campo magnético (Lorentz) es directamente proporcional a vx B, donde v es la velocidad de la carga en movimiento y B es la intensidad del campo magnético. Como sabemos, el producto vectorial vectorial siempre forma ángulos rectos entre sí de los factores vectoriales, la fuerza es perpendicular a v.
Q. ¿Funciona la fuerza magnética?
Respuesta: Las fuerzas magnéticas no funcionan.
Porque si Q se mueve una cantidad dl= vdt, el trabajo realizado es
Sucede porque (B xv) es perpendicular a v, entonces (Bxv).v= 0
"Las fuerzas magnéticas pueden invertir la dirección en la que se mueve la partícula de carga, pero no pueden acelerarla ni ralentizarla".
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Soy Sakshi Sharma, he completado mi posgrado en física aplicada. Me gusta explorar en diferentes áreas y la redacción de artículos es una de ellas. En mis artículos, trato de presentar la física de la manera más comprensiva para los lectores.