Fuente del campo eléctrico en un bucle que cae a través de un campo magnético constante

La figura muestra un bucle cayendo a través de un campo magnético constante que apunta hacia la pantalla. Debido a la fuerza de Lorentz, hay una fuerza magnética en la parte superior del cable que empuja la carga y, por lo tanto, fluye una corriente. Esta corriente circula en la espira que obedece

j = σ F

No hay componente de fuerza magnética que pueda empujar las cargas a través del alambre, excepto desde la parte superior del alambre. Pero de la ecuación anterior sabemos que alguien tiene que empujar para que fluya una corriente y no puede ser fuerza magnética en esta situación.

Entonces podemos decir a partir de esto que existe un campo eléctrico dentro del cable y este campo eléctrico apunta en la dirección de la corriente y hace que la corriente fluya.

La pregunta es, ¿cómo surge este campo eléctrico? y ¿hay algún campo eléctrico en la parte superior del cable? Además, si el campo eléctrico apunta en la dirección de la corriente, ¡entonces su curvatura no será cero!

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Respuestas (1)

No hay campo eléctrico inducido aquí, como B ˙ = 0 . Las cargas en la parte superior del cable son empujadas y su desplazamiento induce una ligera variación en el campo eléctrico, una forma elegante de decir que repelerán las otras cargas en el cable y las obligarán a moverse junto con la misma corriente. I . Después de un rato, el campo eléctrico se desvanece, ya que todas las cargas se mueven con la misma corriente.

Solo como una nota al margen, si el bucle estuviera dentro de un campo magnético uniforme que cambiara con el tiempo, habría habido un campo eléctrico inducido con una rotación distinta de cero.

La corriente necesita una fuerza en general, como está explícito aquí. j = σ F