martes, 23 de junio de 2009

Formulario general del campo magnético

  • La fuerza magnetica que actúa sobre una carga q moviendose con una velocidad v en un campo magnético externo B está dada por

F = qv x B

Es decir, la fuerza magnética está en una dirección perpendicular tanto a la velocidad de la partícula como al campo. La magnitud de la fuerza magnética está dada por

F = q v B senθ

donde θ es el ángulo entre v y B.

  • La fuerza sobre un conductor recto de longitud l que lleva una corriente I colocado en un campo magnético uniforme externo B esta dada por

F = I l x B

  • Si un alambre de forma arbitraria lleva una corriente I y se coloca en un campo magnético externo B, la fuerza sobre un pequeño segmento ds está dada por

dF = I ds x B

La fuerza magnética neta sobre cualquier circuito cerrado que lleve una corriente en un campo magnético uniforme externo es cero.

  • La fuerza sobre un conductor de forma arbitraria que lleve una corriente en un campo magnético uniforme esta dada por

F = I l' x B

donde l' es un vector dirigido desde uno de los extremos del conductor hasta el extremo opuesto.

  • El momento magnético (μ) de una espira con una corriente I es

μ = IA

donde A es perpendicular al plano de la espira y A es igual al area de la espira

  • El momento ζ sobre una espira de corriente cuando la espira se coloca en un campo magnético uniforme externo B esta dada por

ζ = μ x B

  • Si una particula se mueve en un campo magnético uniforme externo de tal manera que su velocidad inicial es perpendicular al campo, la partícula se moverá en un círculo cuyo plano es perpendicular al campo magnético. El radio r de la trayectoria circular esta dado por

r = m v / q B

donde m es la masa de la particula y q es su carga.

  • La frecuencia angular(frecuencia de ciclotrón) de la rotación de la particula esta dada por

ω = q B / m

  • Si la partícula cargada se mueve en presencia tanto del campo magnético como de un campo eléctrico, la fuerza total sobre la particula está dada por la fuerza de Lorentz

F = q E + qv x B

  • La ley de Biot-Savart dice que el campo magnético dB es un punto P debido a un elemento de corriente ds que lleva una corriente estable I es

dB = kᵐ (I ds x ȓ )/ r²

  • El campo magnético a una distancia a de un alambre recto largo que lleva una corriente I esta dado por

B = μo I / 2 π a

  • La ley de Ampere para cualquier trayectoria cerrada es

∫ᶜ B ds = μo I

casos especiales

en el interior de un toroide

B = μo N I/ 2 π r

en el interior de un solenoide

B = μo (N/l) I

  • El flujo magnetico Φᵐ a través de una superficie está definido por

Φᵐ = ∫ B dA

Escrito por Jorge Alcaíno