¿Los electrones en movimiento mecánico crearían un campo magnético súper fuerte?

Según este video de Veritasium , el campo magnético en un cable con una corriente distinta de cero es un artefacto de la relatividad especial. Una carga en movimiento ve una diferencia de velocidad entre el cable y los electrones en él (ya que los electrones se están moviendo). Debido a la contracción de Lorentz, parece haber una carga neta positiva y surge una fuerza repelente. La velocidad física de los electrones que soportan una corriente es muy lenta, unos pocos micrómetros por segundo, pero debido al número de electrones ya la fuerza del campo eléctrico el efecto es macroscópico.

¿Y si pudieras aumentar mecánicamente esta velocidad? Digamos que tiene un capacitor cargado y a una de las placas se le da una velocidad paralela. Por ejemplo, dos cilindros concéntricos con un desequilibrio de carga, con uno de ellos conectado a un motor. ¿No crearía eso un campo magnético aparente muy fuerte?

Vale la pena considerar cuánta carga por unidad de área contiene un capacitor, creo que encontrará que es muchos órdenes de magnitud menor que la cantidad de carga que fluye en un cable cuando aplica un voltaje.

Respuestas (2)

El campo magnético es creado por una corriente como en el número de electrones por segundo. La velocidad de los electrones es entonces irrelevante, solo es importante el valor actual en amperios. Por lo tanto, el problema que estás describiendo no existe. Sin embargo, si rotas objetos cargados, por ejemplo, al conectarlos a un ventilador, de hecho crearían un campo magnético. Esto no sería tan eficiente como enrollar un cable en múltiples bucles, porque el campo magnético es proporcional al número de bucles con la misma corriente.

Aumentar la velocidad de los electrones aumentará la corriente. Si los electrones se mueven más rápido, viajarán más en la misma cantidad de tiempo.
@Johnathan Gross: A menos que disminuya la cantidad de electrones. No estoy seguro de cuál es tu punto más allá de esta aritmética trivial.

¿Y si pudieras aumentar mecánicamente esta velocidad? Digamos que tiene un capacitor cargado y a una de las placas se le da una velocidad paralela. Por ejemplo, dos cilindros concéntricos con un desequilibrio de carga, con uno de ellos conectado a un motor. ¿No crearía eso un campo magnético aparente muy fuerte?

Bueno, ¿qué tan grande es el cambio relativista si la placa de un capacitor cambia su velocidad de 0 a 100 m/s? Piénsalo.

Aquí está mi respuesta:

A velocidades no relativistas, la fuerza magnética es una fracción muy pequeña de la fuerza electrostática. (Es tan pequeño como la longitud de contracción de los objetos a esa velocidad)

A una velocidad relativista de 0,87 c, la fuerza magnética es el 50% de la fuerza electrostática. Si hay una fuerza electrostática de 1 N entre las placas del condensador, entonces cuando las placas se mueven a una velocidad de 0,87 c, hay una fuerza magnética de 0,5 N entre esas placas. Las placas se mueven juntas.

Si solo se mueve una placa, entonces no hay fuerza magnética entre las placas, porque solo hay una corriente eléctrica. (El video de Veritasium puede no estar de acuerdo con eso, lo que significa que el video no es perfectamente correcto)