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Calculadora de fuerza de Ampère
Fuerza de Ampère sobre un cable con corriente, F = B·I·L·sinθ: unidades de B, I y L seleccionables, con la magnitud, la fuerza de referencia a 90° y la dirección (perpendicular al cable y al campo, regla de la mano derecha). Anclas: 1 T, 1 A, 1 m en ángulo recto dan exactamente 1 N; inclinar a 30° lo reduce a la mitad (sin 30° = ½) y en paralelo se anula; el campo terrestre de 50 µT solo empuja 50 µN ese mismo cable.
Ejecución
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Ejemplos
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Guía de uso de la herramienta
Conoce cuándo usar esta herramienta, qué admite y cómo la aplican los usuarios.
Datos clave
Categoría
Science & Education
Tipos de entrada
number, select
Tipo de salida
text
Cobertura de ejemplos
4
API disponible
Sí
Resumen
Esta herramienta calcula la fuerza magnética de Ampère que actúa sobre un conductor recto con corriente sumergido en un campo magnético uniforme mediante la ecuación F = B·I·L·sinθ. Permite seleccionar diferentes unidades para el campo magnético, la corriente y la longitud, proporcionando tanto la magnitud resultante en newtons como el valor de referencia perpendicular a 90° y la orientación vectorial según la regla de la mano derecha.
Cuándo usarlo
Al dimensionar o analizar fuerzas electromagnéticas en bobinados de motores y actuadores.
Al resolver problemas académicos de electromagnetismo y física experimental.
Al evaluar la fuerza generada en cables sometidos a campos magnéticos externos con distintos ángulos de inclinación.
Cómo funciona
1Introduce la magnitud del campo magnético (B) y selecciona su unidad (T, mT o µT).
2Define la corriente eléctrica (I) en A, mA o kA y la longitud del conductor (L) en m, cm o mm.
3Indica el ángulo θ en grados existente entre la dirección de la corriente y las líneas del campo magnético.
4Obtén instantáneamente la fuerza total calculada, el valor de referencia correspondiente a 90° y la indicación de dirección.
Casos de uso
Cálculo de empuje lateral en conductores de pruebas de laboratorio de física.
Análisis de par y esfuerzo mecánico en espiras de motores eléctricos.
Evaluación de la interacción de líneas eléctricas con campos magnéticos parásitos o terrestres.
Ejemplos
1. Verificación teórica con valores unitarios estándar
Estudiante de ingeniería
Contexto
Necesita comprobar un problema básico de física donde un conductor recto está colocado en ángulo recto respecto a un campo magnético.
Problema
Calcular la fuerza de Ampère exacta para un segmento de 1 metro con 1 amperio bajo un campo de 1 tesla.
Cómo usarlo
Establece B en 1 T, corriente en 1 A, longitud en 1 m y ángulo en 90°.
Resultado
Obtiene una fuerza resultante de exactamente 1 N perpendicular al plano formado por el cable y el campo.
2. Cálculo de fuerza con inclinación en espira de motor
Diseñador de actuadores electromagnéticos
Contexto
Está modelando el comportamiento de un tramo de conductor dentro del entrehierro de un actuador cuando la espira gira 30° respecto al campo.
Problema
Determinar la reducción de empuje magnético en un segmento de 10 cm con 10 A bajo un campo de 0.5 T a 30° de inclinación.
Cómo usarlo
Introduce 0.5 T para B, 10 A para la corriente, 10 cm para la longitud y 30° en el ángulo.
Resultado
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula utiliza la calculadora?
Aplica la ley de la fuerza de Ampère: F = B · I · L · sin(θ), donde B es la inducción magnética, I la corriente, L la longitud y θ el ángulo entre el cable y el campo.
¿Qué ocurre si el cable es paralelo a las líneas del campo magnético?
La fuerza resultante es cero, ya que el ángulo θ es 0° (o 180°) y sin(0°) equivale a 0.
¿Cuándo se obtiene la fuerza magnética máxima?
Se obtiene cuando el cable se encuentra en posición perpendicular al campo magnético, es decir, a un ángulo de 90° donde sin(90°) = 1.
¿Cómo se determina la dirección de la fuerza resultante?
La dirección es perpendicular tanto al conductor como al campo magnético, determinada por la regla de la mano derecha mediante el producto vectorial del vector corriente y el vector campo.
¿Qué unidades de entrada admite la herramienta?
Permite teslas (T), militeslas (mT) y microteslas (µT) para el campo; amperios (A), miliamperios (mA) y kiloamperios (kA) para la corriente; y metros (m), centímetros (cm) y milímetros (mm) para la longitud.