Acción de un campo magnético sobre un dipolo magnético
De Laplace
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1 Introducción
Un dipolo magnético, tanto si es una corriente localizada como si posee un momento intrínseco, experimenta la acción de un campo magnético externo, que tiende a moverlo y orientarlo.
Este efecto es análogo al caso de un dipolo eléctrico en el seno de un campo eléctrico. El dipolo experimenta una fuerza y un momento de una fuerza, y posee una cierta energía potencial
Es posible deducir las expresiones de la fuerza y el par sobre el dipolo a partir de la fuerza de Lorentz para una distribución de corriente.
2 Fuerza
La fuerza experimentada por un dipolo magnético en un campo externo es
que, para el caso de un dipolo de momento constante, puede transformarse en la expresión más manejable
Esta transformación no es aplicable en el caso de dipolos inducidos (aquellos, que como en el caso de una partícula magnética en un campo externo) para los cuales el momento dipolar depende del campo externo aplicado y por tanto es función de la posición.
Si además el dipolo no se encuentra sumergido en una distribución de corriente, la fuerza se puede transformar en
que es la análoga de la fuerza eléctrica sobre un dipolo eléctrico
3 Par y momento
El momento sobre el dipolo se compone del momento de la fuerza aplicada, más un término intrínseco:
El segundo término representa un par intrínseco que tiende a alinear el dipolo con el campo magnético, lo que constituye el fundamento de las brújulas.
4 Energía
Tanto la fuerza como el momento pueden derivarse de la energía de un dipolo en un campo externo
Esta energía es mínima cuando el dipolo apunta en la misma dirección y sentido que el campo aplicado sobre él.
