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Energía potencial de una bobina

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Una espira por donde circula una corriente y se encuentra en un campo magnético uniforme B, experimenta una fuerza F, que produce un par de torsión en la espira, como se vio en una lección anterior (96). De forma vectorial podemos definir a u como el momento dipolar magnético o momento magnético, de magnitud IA, donde I es la corriente y A es el área transversal. La dirección del vector u se define como la perpendicular al plano de la espira, con sentido determinado por la regla de la mano derecha. Enrosque los dedos de su mano derecha alrededor del perímetro de la espira en la dirección de la corriente. Después extienda su pulgar de modo que quede perpendicular al plano de la espira; su dirección está en la dirección de (y la del área vectorial de la espira). El par de torsión es máximo cuando u y B son perpendiculares y es igual a cero cuando u y B son paralelos o antiparalelos. En la posición de equilibrio estable U y B son paralelos.
En la lección anterior (98) calculamos el momento dipolar magnético u y el par de torsión magnético T (tao) si esa bobina gira desde su posición inicial hasta otra donde su momento sea paralelo al campo magnético cambia su energía potencial. En esta lección se calcula el cambio en la energía potencial.
Empezamos definiendo el punto inicial, la bobina gira 90 grados para llegar hasta su punto final, en este lugar el momento magnético u y el campo magnético B son paralelos.
La energía potencial se calcula para cada orientación por el producto punto entre el momento dipolar magnético u y el campo magnético B. por tanto, la energía potencial U = u.B. Después se obtiene la diferencia entre los valores inicial y final.
En el inicio la energía potencial es cero, el momento magnético u es perpendicular al campo magnético B. En el punto final, el momento y el campo son paralelos, por tanto, la energía potencial es máxima pero negativa. La energía potencial disminuye porque la rotación ocurre en la  dirección del par de torsión magnético.

 
 
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