Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Proyecto Mecesup
El Campo Magnético de una Corriente
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El Campo Magnético Producido
por una Carga en Movimiento En el capítulo anterior explicamos la fuerza experimentada por una partícula cargada que se desplaza en un campo magnético. En analogía con el campo eléctrico, en que las partículas cargadas en reposo son las fuentes del campo y su partícula de prueba, cabría suponer lo siguiente: las cargas eléctricas en movimiento, que según demostramos , ya son partículas de prueba del campo magnético, podrían también servirle de fuentes.
En 1820 Hans Christian Oersted probó la expectativa anterior, pues observó que - como se indica en la figura 1 - cuando se pone una brújula cerca de un alambre recto que lleva corriente, la aguja se alinea de modo que es tangente al círculo trazado alrededor del alambre (despreciando la influencia del campo magnético de la Tierra en la brújula). Su descubrimiento significó el primer nexo entre electricidad y magnetismo.
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En este capítulo nos proponemos estudiar la interacción magnética entre dos cargas en movimiento, tal como Coulomb analizó la interacción eléctrica entre cargas en reposo. Pudo medir la fuerza electrostática directamente , y en teoría debemos ser capaces de hacer lo mismo: medir la fuerza magnética entre dos cargas en movimiento. Por desgracia, la fuerza es extremadamente pequeña y difícil de medir; por ejemplo, en el experimento de Rowland el campo magnético producido por su disco cargado en rotación fue apenas 0.00001 del campo de la Tierra.
Pese al tamaño tan pequeño del campo magnético de una sola carga en movimiento, desde el punto de vista conceptual resulta mas fácil comenzar nuestra exposición de cómo una sola carga en movimiento origina un campo magnético . Mas adelante veremos por qué este enfoque no es práctico y por qué es más fácil producir campos magnéticos en el laboratorio utilizando cargas móviles por medio de corrientes en alambres.
Por eso vamos a efectuar un "experimento mental" donde proyectamos una carga simple q con una velocidad v y detectamos el campo mediante una aguja magnética suspendida que puede alinearse en cualquier dirección. Para evitar los problemas de la relatividad, habrá que conservar la velocidad de la partícula pequeña (en comparación con la de la luz) dentro de nuestro marco de referencia. Preparamos el experimento en una región donde el campo magnético de la Tierra es insignificante. (No es necesario viajar al espacio exterior para encontrarla; en el laboratorio podemos servirnos de bobinas portadoras de corriente para crear campos que cancelen el campo terrestre.)
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