FUERZA Y MOMENTO EJERCIDO SOBRE UNA ESPIRA POR LA QUE CIRCULA UNA CORRIENTE ELÉCTRICA



La figura representa una espira rectangular cuyos lados miden a y b. La espira forma un ángulo q  con el plano horizontal y es recorrida por una corriente de intensidad i, tal como indica el sentido de la flecha roja en la figura.
La espira está situada en una región en la que hay un campo magnético uniforme B paralelo al plano horizontal (en color gris), tal como indica la flecha de color azul en la figura.
Calcularemos la fuerza que ejerce dicho campo magnético sobre cada uno de los lados de la espira rectangular.
Ya hemos deducido la expresión de la fuerza que ejerce un campo magnético sobre una porción L de corriente rectilínea.

donde, ut es un vector unitario que nos señala la dirección y el sentido en el que se mueven los portadores de carga positivos.


espira3.gif (1801 bytes)La fuerza resultante sobre la espira es nula, sin embargo, las fuerzas sobre los lados de longitud a no tienen la misma línea de acción y forman un par de momento, (véase también la primera figura)..M=2F1·(b/2)·cosq =i·ab·B·cosq =i·S·B·cosq
La dirección momento M es la del eje de rotación de la espira, y el sentido viene dado por la regla del sacacorchos, tal como se señala en la primera figura.
Definimos una nueva magnitud denominada momento magnético m de la espira.
  • Cuyo módulo es el producto de la intensidad de la corriente i por el área S de la espira.
  • Su dirección es perpendicular al plano de la espira.
  • Su sentido viene determinado por el avance de un sacacorchos que gire como lo hace la corriente en la espira.
El momento se puede expresar en forma de producto vectorial de dos vectores, el vector momento magnético m y el vector campo magnético B.

espira4.gif (3950 bytes)

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