Qué hace esta calculadora
Esta herramienta calcula la fuerza magnética que actúa sobre un conductor rectilíneo por el que circula corriente cuando se encuentra dentro de un campo magnético uniforme. Al desplazarse las cargas por el conductor inmerso en el campo, este ejerce un empuje sobre dichas cargas en movimiento y genera una fuerza neta sobre el hilo. Esta relación es una de las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo y explica el funcionamiento de dispositivos tan diversos como los motores eléctricos o los altavoces.
La fórmula explicada
La fuerza viene dada por $$F = \text{B} \cdot \text{I} \cdot \text{L} \cdot \sin\!\left(\theta\right)$$ donde:
• B es la densidad de flujo magnético en teslas (T).
• I es la corriente que circula por el conductor en amperios (A).
• L es la longitud de hilo que está dentro del campo, en metros (m).
• θ es el ángulo entre la dirección de la corriente y el campo magnético.
La fuerza es máxima cuando el conductor es perpendicular al campo (\(\theta = 90°\), \(\sin\theta = 1\)) y nula cuando el hilo es paralelo al campo (\(\theta = 0°\)). La fuerza resultante se expresa en newtons (N).
Cómo usarla
Introduce la densidad de flujo magnético, la corriente, la longitud de hilo dentro del campo y el ángulo entre el conductor y las líneas de campo. La calculadora te devuelve la fuerza en newtons y muestra el valor de \(\sin(\theta)\) empleado en el cálculo.
Ejemplo resuelto
Supongamos que \(B = 0{,}5\ \text{T}\), \(I = 10\ \text{A}\), \(L = 2\ \text{m}\) y \(\theta = 90°\). Entonces \(\sin(90°) = 1\), de modo que $$F = 0{,}5 \times 10 \times 2 \times 1 = 10\ \text{N}$$ Si el conductor se inclinara hasta 30°, \(\sin(30°) = 0{,}5\), con lo que $$F = 0{,}5 \times 10 \times 2 \times 0{,}5 = 5\ \text{N}$$
Preguntas frecuentes
¿En qué dirección apunta la fuerza? La fuerza es perpendicular tanto a la corriente como al campo magnético, y su sentido se determina con la regla de la mano derecha (o la regla de la mano izquierda para la corriente convencional y el campo).
¿Por qué la fuerza es cero cuando el conductor es paralelo al campo? Porque \(\sin(0°) = 0\): no existe ninguna componente del movimiento que atraviese las líneas de campo y pueda desviarse.
¿Sirve para una bobina o una espira? Esta calculadora trabaja con un único tramo rectilíneo. Para una bobina, multiplica el resultado por el número de espiras y ten en cuenta la geometría de cada tramo.
