Polos Magneticos

Una de las primeras cosas que se advierten al examinar una vara común de imán es que tiene dos polos o centros de fuerza cada uno en un extremo. Más que distinguirlos como positivo y negativo estos polos se llaman norte y sur. Esta terminología proviene del primer uso de la brújula magnética. El polo norte de una brújula magnética es el extremo que se orienta hacia el norte con dos barras de imán, observamos un patrón de atracción repulsión en sus extremos. La atracción y repulsión entre los polos de los imanes es similar al comportamiento de las cargas eléctricas iguales y contrarias. Es decir la ley de la carga es analógica a la ley de los polos. Polos magnéticos iguales se repelen  polos contrarios se atraen.

Los polos magnéticos siempre aparecen en pares a  que se le conoce como bi polo magnético el magnetismo se debe a cargas eléctricas en movimiento que tienen lugar con las corrientes eléctricas y los electrones atómicos en órbita. Con el estudio de la electroestática podríamos considerar un polo como una carga magnética y preguntarse si la fuerza magnética puede ser expresada en forma similar a la ley de coulomb, para cargas eléctricas coulomb desarrollo tal ley utilizando las fuerzas magnéticas en lugar de las cargas eléctricas. Hemos visto lo conveniente que es describir las interacciones de los objetos cargados eléctricamente en términos de los campos eléctricos. Existe un campo eléctrico circundando cualquier carga eléctrica y este se representa por líneas del campo eléctrico o líneas de fuerza por ello aquí consideramos que el campo magnético que rodea a cualquier imán al igual que un campo eléctrico es una magnitud vectorial y se representa mediante el símbolo “B”. La dirección de un campo magnético B en cualquier posición tiene la dirección que señala el polo norte de una brújula, si la brújula se coloca en esa posición.

Esta definición nos proporciona un método para hacer un mapa de un campo magnético. La dirección del campo magnético en cualquier punto tiene la dirección de la fuerza sobre un polo norte magnético, el campo entonces por la ley de los polos tiene la dirección contraria al polo norte de un imán y la misma del polo sur, al igual que con un campo eléctrico mientras más cercanas estén las líneas del campo más fuerte será este.

Un ejemplo de interacción electromagnética  es cuando una partícula con carga positiva que se mueve a una velocidad constante entra a una región con un campo magnético uniforme en una trayectoria en la que la velocidad y el campo magnético son perpendiculares, cuando la carga entra en el campo se desvía en una trayectoria curva.

Imán

Form1

 

A partir del estudio de la dinámica sabemos que esta desviación se debe a una fuerza perpendicular y a la velocidad de la partícula, pero se desvía hacia abajo y más que hacia los lados. Es claro que la fuerza se debe a la interacción de la carga en movimiento y al campo magnético. Esta carga experimenta una fuerza. Si variamos la magnitud de la carga su velocidad y el campo magnético podemos observar que la magnitud de la fuerza de desviación es directamente proporcional a cada una de estas magnitudes si la dirección de la velocidad de la partícula no es perpendicular al campo magnético la magnitud de la fuerza magnética puede llegar hasta cero, por lo tanto esto depende del ángulo. Específicamente del seno esto quiere decir que la fuerza es cero cuando la velocidad y el campo son paralelos y alcanza su valor máximo cuando son perpendiculares.

Form2

 

El campo magnético en unidades del sistema internacional está determinado por:

Form3

 

La dirección de la Fm sobre una partícula de carga positiva también se puede determinar a partir de la velocidad y los vectores del campo, este método se establece como regla de la mano derecha.

Rg Mano Derecha

 

Cuando el dedo de la mano derecha apunta en dirección a la velocidad y se doblan hacia el vector B el pulgar extendido apunta en dirección de la fuerza para una carga positiva, para una carga negativa la fuerza estará en sentido opuesto.

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