LA FUERZA DE LORENTZ
Un concepto fundamental en electromagnetismo. La fuerza de Lorentz describe la fuerza ejercida sobre una partícula cargada en movimiento dentro de un campo electromagnético.
Se presenta la fórmula clásica F = I · L · B para conductores, donde I es la intensidad de corriente, L la longitud del conductor y B el campo magnético. También se muestra la fórmula general F = q · (v × B + E) para partículas cargadas, donde q es la carga, v la velocidad, B el campo magnético y E el campo eléctrico.
F = I · L · B
Fórmula de cálculo :
F = q · (v × B + E) Fórmulas derivadas :
v = F / (q · B) - E / B
B = (F - q · E) / (q · v)
q = F / (v × B + E)
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F = fuerza en Newtons (N)
I = intensidad del flujo eléctrico (I=q/t=V/R)
v = velocidad de la carga en metros por segundo (m/s)
É = vector del la intensidad del campo eléctrico
E = campo eléctrico en Newtons por Coulomb (N/C)
´B = vector inducción magnética
B = campo magnético en Teslas (T)
L = longitud del conductor o recorrido de la carga en el campo magnético
q = carga de la partícula en Coulombs (C)
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fórmula clásica
´F = q · ( ´v · ´B · É )
Campo magnético
´F = q · ´v · ´B
* un proton con carga 1.6 · 10 -19 C entra en un campo magnético paralelo al eje X y con una velocidad paralela al eje Y
´F = 1.6 · 10-19 · (-B0 · v0 · ´K)
* Un electrón se mueve en dirección positiva al eje X a una velocidad de 104 penetrando en un campo magnético de 5 Teslas en una dirección positiva al eje Z
´F = 1.6 · 10-19 · ( -5 · 104 · ´j) N
Ejemplo de cálculo:
Un electrón (q = -1.6 × 10⁻¹⁹ C) se mueve con una velocidad de 5 × 10⁶ m/s en dirección +x, entrando en una región donde hay un campo magnético de 0.2 T en dirección +z. Calcular la fuerza sobre el electrón.
Solución :
F = q · (v × B)
F = (-1.6 × 10⁻¹⁹ C) · ((5 × 10⁶ m/s) × (0.2 T))
F = (-1.6 × 10⁻¹⁹ C) · (1 × 10⁶ N/C)
F = -1.6 × 10⁻¹³ N (en dirección -y)
Este cálculo demuestra cómo la Fuerza de Lorentz actúa sobre un electrón en movimiento dentro de un campo magnético. La fuerza resultante es perpendicular tanto a la dirección del movimiento como al campo magnético, siguiendo la regla de la mano derecha. En este caso, la fuerza es muy pequeña debido a la masa diminuta del electrón, pero es suficiente para causar una desviación significativa en su trayectoria, principio utilizado en dispositivos como tubos de rayos catódicos y espectrómetros de masas.
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