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CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR CARGAS PUNTUALES MÓVILES

La relación entre la electricidad y el magnetismo es tan íntima que cualquier carga moviéndose genera a su alrededor un campo magnético. Deducir cual es dicho campo a partir de principios iniciales no es fácil, y por eso se detalla aquí simplemente cual es el campo que genera una carga en movimiento: Cuando una carga puntual q se mueve con velocidad v, se produce un campo magnético B en el espacio dado por

\begin{displaymath} \vec{B}=\frac{\mu_0}{4\pi}q\frac{\vec{v}\wedge\widehat{r}}{r^2} \end{displaymath}

donde $\mu_0$ es la constante correspondiente al campo magnético, y se denomina permeabilidad magnética del vacío, $q$ es la carga de la partícula $\vec{v}$ es la velocidad a la que se mueve y $\vec{r}$ es el vector que indica el lugar dónde queremos calcular el campo pero visto desde un sistema de referencia centrado en la partícula.

Esta fórmula nos indica cómo el magnetismo está creado por corrientes y no por monopolos, es decir por ``cargas magnéticas'' del estilo de las cargas eléctricas.

El campo magnético creado por una carga móvil tiene las siguientes características :

  1. La magnitud B es proporcional a la carga q y a la velocidad v y varía inversamente con el cuadrado de la distancia desde la carga al punto del campo.

  2. El campo magnético es cero a lo largo de la línea de movimiento de la carga. En otros puntos del espacio es proporcional al sen q , siendo q el ángulo formado por el vector velocidad v y el vector r desde la carga al punto del campo.

  3. La dirección B es perpendicular a ambos, la velocidad v y el vector r. Posee la dirección dada por la regla de la mano derecha cuando v gira hacia r.

FUERZA MAGNÉTICA Y CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL

La fuerza F12 ejercida por una carga q1 moviéndose con velocidad v1 sobre una carga q2 moviéndose con velocidad v2 viene determinada por B1 que es el campo magnético en la posición de q2 debido a la carga q1 y r12  vector unitario que apunta de q1 a q2. 

Estas fuerzas son notables por el hecho de que la fuerza ejercida por la carga q1 sobre la carga q2 no es igual y opuesta a la ejercida por la carga q2 sobre la carga q1. Estas fuerzas no obedecen a la tercera ley de Newton. Sin embargo si se cumple el principio de conservación del momento lineal, incluyendo el término del momento del campo.