¿Cómo actúan los electrones bajo un campo magnético giratorio?

Bueno, su profesor ciertamente no debería haberlo dicho así, sin embargo, es cierto que se ha equivocado mucho aquí. Son cosas que definitivamente necesitará comprender mejor si está estudiando ingeniería eléctrica.

Primero, parece pensar que los polos norte magnéticos atraen a los electrones. No lo son; de hecho, las cargas estacionarias y los campos magnéticos no tienen nada que ver entre sí ¹ !

A continuación, estás hablando de electrones en órbitas circulares alrededor del núcleo. Ese es más o menos el modelo de Bohr , que más o menos funciona , pero no realmente. Desea familiarizarse con el modelo orbital , que describe muy bien cómo se comportan realmente los electrones enlazados.
Incluso en un orbital, puede inclinarse a hablar de "el núcleo está fuera del centro por una distancia proporcional al voltaje". De nuevo, es más o menos correcto, ya que el núcleo se encuentra en un potencial armónico local que se puede leer como "pertubación por un campo eléctrico (que en un capacitor fijo es proporcional al voltaje) causará un desplazamiento proporcional de el núcleo", pero la forma en que lo expresas sigue siendo una tontería. El voltaje "no es" una distancia, es un potencial (es decir, energía).

De todos modos, esto no es realmente relevante para comprender los fenómenos de los imanes giratorios, es decir, la inductancia en las bobinas. Estos se ocupan solo de los electrones de conducción , que no están unidos a ningún átomo en particular sino que se "mueven" a través de todo el conductor, razón por la cual puede haber corrientes. Son estos electrones en movimiento los que experimentan una fuerza significativa en presencia de un campo magnético. Lo que realmente es la corriente es el número y la "velocidad" con la que estos electrones se mueven a través del conductor, mientras que incluso un fuerte desplazamiento de los electrones enlazados (valencia) no consolidaría una corriente ² .

Ahora, todo esto parece decir que no existe tal cosa como la inductancia. ¡ Claro que lo hay ! Solo que es bastante más complicado: los electrones en reposo no se ven afectados por campos magnéticos estacionarios, pero de la misma manera que los electrones en movimiento se ven afectados por dichos campos, los campos magnéticos en movimiento(o, más generalmente, campos magnéticos variables en el tiempo) también causan una fuerza de Lorentz sobre los electrones en reposo. Entonces, efectivamente, lo que estás diciendo acerca de que los electrones se mueven por los campos magnéticos en movimiento no es tan incorrecto nuevamente, solo funciona de manera bastante diferente. De hecho, un campo magnético en movimiento "empujará un poco los electrones de conductancia en reposo" a través de un cable, es decir, inducirá un voltaje. Pero ese voltaje realmente no se puede leer como algo parecido a un desplazamiento, es un fenómeno electrodinámico fundamental. De hecho, el voltaje en su valor puro y exacto solo se puede medir si evita que los electrones de conductancia se muevan, ya que de lo contrario, ellos mismos generarían un campo magnético que cancelaría la inductancia, etc. pp.

Como ves, todo el tema es bastante más complicado de lo que pensabas. Estoy seguro de que eres capaz de entenderlo, pero probablemente no en unos minutos, por lo que no se puede culpar a tu profesor por no tratar de explicarlo de inmediato.

¹ En realidad, los electrones también son pequeños imanes (tienen un espín mecánico-cuántico intrínseco ) y, por lo tanto , son atraídos por campos magnéticos no homogéneos, pero ese es otro tema.

² En realidad, lo haría... pero eso es principalmente relevante en el régimen de alta frecuencia, es decir, electrones enlazados que se mueven de un lado a otro muy rápidamente.