Fuerza magnética sobre una carga en movimiento 11
Una barra metálica de 40 cm de longitud está sometida a un campo magnético perpendicular de 0,2 T. La barra se mueve paralelamente a sí misma con una velocidad de 14 m/s. Calcula:
a) Campo eléctrico en su interior.
b) d. d. p entre sus extremos.
Solución:
Datos: L = 40 cm; B = 0,2 T; v = 14 m/s
a) Los electrones libres del metal se mueven con la misma velocidad que la barra y sufren la fuerza de Lorentz.
La fuerza de Lorentz que arrastra a los electrones hacia el extremo superior de la barra, luego ese extremo quedará cargado negativamente y el inferior estará cargado positivamente.
Esta distribución de cargas crea un campo eléctrico E dirigido del extremo inferior al superior que irá aumentando.
Por lo tanto, un electrón del metal estará cometido a dos fuerzas, la de Lorentz, que tiende a arrástralo hacia el extremo superior de la barra y la fuerza del campo eléctrico, que tiende a llevarlo hacia el extremo inferior.
b)Cuando se alcanza el equilibrio, dentro del metal hay un campo eléctrico constante y, por tanto, existe d. d. p entre los extremos de la barra.
Nota: Los puntos A y B se han tomado en el sentido del campo y d es el recorrido en la dirección del campo.