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Fuerza sobre un conductor con corriente, motor e inducción

Un cable con corriente dentro de un campo magnético recibe un empujón. El empujón es máximo cuando el cable forma 90° con el campo y es cero cuando es paralelo a él. La regla de la mano izquierda de Fleming da su dirección. Un motor usa este empujón para hacer girar una bobina; un generador hace lo contrario y produce corriente al mover una bobina o un imán.

🎬 Historia paso a paso

  1. Aquí hay una varilla de cobre sobre dos rieles metálicos, entre el polo N (arriba) y el polo S (abajo) de un imán grande. No pasa corriente, así que no ocurre nada.
  2. Ahora la corriente I circula por la varilla. El campo B apunta hacia abajo, la corriente va de lado a lado y la varilla recibe un empujón F hacia un lado. Mira cómo rueda por los rieles. Toca 'Invertir corriente' o 'Invertir imán' y el empujón cambia de sentido.
  3. Ahora giramos poco a poco la varilla de 90° a 0°. Cuando la varilla se alinea con el campo, la flecha verde de la fuerza se hace más pequeña. A 0° (paralela) la fuerza es cero.
  4. Un motor eléctrico: una bobina está entre dos polos. Un lado sube y el otro baja, así que la bobina gira. El anillo partido y las escobillas invierten la corriente cada media vuelta, y así sigue girando en el mismo sentido.
  5. Ahora al revés: metemos un imán en una bobina. La aguja del galvanómetro se desvía hacia un lado; si lo sacamos, se desvía hacia el otro. Si dejamos el imán quieto, la aguja se queda en cero. Esto es la inducción electromagnética.
  6. Juego libre: invierte la corriente, invierte el imán, cambia la corriente y el ángulo. Adivina la dirección de la fuerza con tu mano izquierda antes de mirar.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Por qué se mueve el cable? Un imán solo atrae el hierro.

La corriente del cable crea su propio campo magnético. Ese campo y el del imán se empujan entre sí, y por eso el cable recibe un empujón. Mira cómo rueda la varilla en el paso 2.

¿Por qué no hay fuerza cuando el cable es paralelo al campo?

La fuerza depende de cuánto cruza el cable el campo (sin θ). Paralelo significa que no lo cruza en absoluto. Mira cómo la flecha se encoge hasta cero en el paso 3.

Si invierto la corriente y el imán a la vez, ¿se invierte la fuerza?

No. Cada inversión cambia la fuerza una vez; dos inversiones se anulan. Prueba los dos botones en el juego libre.

¿Por qué la bobina del motor no se para tras media vuelta?

El anillo partido cambia de contacto con las escobillas cada media vuelta e invierte la corriente de la bobina, así que el empujón la sigue girando en el mismo sentido. Mira el paso 4.

¿Por qué el galvanómetro marca cero cuando el imán está dentro de la bobina pero quieto?

Solo se induce corriente mientras el campo magnético a través de la bobina está cambiando. Un imán quieto da un campo constante, así que no hay corriente. Mira el paso 5.

¿Qué mano uso, la izquierda o la derecha?

Si te dan la corriente y quieres la fuerza (motor), usa la mano izquierda. Si te dan el movimiento y quieres la corriente (generador), usa la mano derecha.

Fuerza sobre un conductor con corriente en un campo magnético

Una carga en movimiento dentro de un campo magnético siente una fuerza. Una corriente son muchas cargas en movimiento, así que un cable con corriente dentro de un campo magnético recibe un empujón. Este empujón es la fuerza magnética sobre un conductor.

¿De qué depende el tamaño de la fuerza?

En resumen, F ∝ I · B · L · sin θ. (En este nivel basta con entender las ideas; la fórmula F = BIL sin θ se usa en cursos superiores.)

¿Hacia dónde va el empujón? Regla de la mano izquierda de Fleming

Estira el pulgar, el índice y el dedo corazón de tu mano izquierda de modo que formen ángulos rectos entre sí. Apunta el índice en la dirección del campo (de N a S) y el corazón en la dirección de la corriente. El pulgar muestra entonces la dirección de la fuerza (movimiento) sobre el conductor. Si inviertes la corriente o el campo, la fuerza se invierte; si inviertes los dos, se queda igual.

Motor eléctrico (solo evaluación formativa en 2026-27)

Nota: en el currículo CBSE 2026-27, el motor, la inducción electromagnética y el generador se evalúan solo de forma formativa (pruebas de clase, actividades), no en el examen final. Apréndelos igualmente: explican todos los ventiladores y todas las centrales eléctricas.

Un motor eléctrico transforma energía eléctrica en energía mecánica. Sus partes:

Cómo funciona

La corriente va en un sentido por uno de los lados largos de la bobina y en sentido contrario por el otro, así que, según la regla de la mano izquierda, un lado sube y el otro baja. La bobina gira. Tras media vuelta, las mitades del anillo partido cambian de escobilla, la corriente de la bobina se invierte y las fuerzas vuelven a empujar la bobina en el mismo sentido de giro. Así la bobina sigue girando siempre en una dirección. Los motores comerciales usan electroimanes, muchas vueltas de hilo y un núcleo de hierro dulce para ser más potentes.

Inducción electromagnética y generador

Michael Faraday descubrió el efecto contrario: un campo magnético que cambia a través de una bobina produce una corriente en ella. Esto es la inducción electromagnética, y la corriente se llama corriente inducida.

Regla de la mano derecha de Fleming

Para un conductor que se mueve en un campo, estira el pulgar, el índice y el corazón de la mano derecha en ángulos rectos. Índice = campo, pulgar = movimiento del conductor, corazón = dirección de la corriente inducida.

Generador eléctrico

Un generador transforma energía mecánica en energía eléctrica. Se hace girar una bobina entre los polos de un imán; cada lado corta el campo y se induce una corriente. Con anillos rozantes la corriente se invierte cada media vuelta y da CA (generador de CA). Con un conmutador de anillo partido la salida siempre va en un solo sentido y da CC (generador de CC).

CA frente a CC

La corriente continua (CC) circula siempre en una sola dirección. Las pilas, las baterías y los paneles solares dan CC.

La corriente alterna (CA) invierte su dirección una y otra vez a intervalos regulares. En India la red doméstica es CA de unos 220 V y 50 Hz: cambia de dirección 100 veces cada segundo (dos veces en cada ciclo).

CACC
La dirección se invierte periódicamenteUna sola dirección
Viene de generadores de CA en las centrales eléctricasViene de pilas, baterías y generadores de CC
Se puede enviar a larga distancia con poca pérdida de energía (los transformadores cambian el voltaje)Es difícil subir o bajar su voltaje con facilidad; se usa en electrónica

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Un cable va de este a oeste (corriente hacia el oeste) en un campo magnético que apunta verticalmente hacia abajo. ¿Hacia dónde va la fuerza?

Índice hacia abajo (campo), corazón hacia el oeste (corriente). El pulgar de la mano izquierda apunta entonces hacia el sur. Por tanto, la fuerza va hacia el sur.

2. Un cable con corriente se coloca paralelo a las líneas del campo magnético. ¿Qué fuerza actúa sobre él?

El ángulo entre el cable y el campo es 0°, así que sin θ = 0 y la fuerza es cero. El cable no recibe ningún empujón.

3. En el experimento de la varilla sobre rieles, la varilla se mueve hacia la izquierda. ¿Qué pasa si (a) se invierte la corriente, (b) se invierten la corriente y el campo?

(a) Al invertir una de las dos, la fuerza se invierte, así que la varilla se mueve hacia la derecha. (b) Al invertir las dos hay dos inversiones que se anulan, así que la varilla sigue moviéndose hacia la izquierda.

4. La red de CA en India es de 50 Hz. ¿Cuántas veces cambia de dirección la corriente en un segundo?

Cada ciclo tiene dos inversiones. 50 ciclos × 2 = 100 inversiones por segundo.

5. ¿Por qué un motor necesita un conmutador de anillo partido?

Sin él, tras media vuelta las fuerzas sobre los lados de la bobina la empujarían hacia atrás y solo oscilaría de un lado a otro. El anillo partido invierte la corriente de la bobina cada media vuelta, de modo que el giro siempre actúa en el mismo sentido y la bobina sigue girando.

Errores comunes

Test de práctica

1. En la regla de la mano izquierda de Fleming, el pulgar indica:
2. Un cable con corriente siente la mayor fuerza cuando forma con el campo un ángulo de:
3. ¿Qué pieza invierte la corriente en la bobina de un motor de CC?
4. La frecuencia de la red eléctrica de CA en India es:
5. Un generador eléctrico convierte:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la regla de la mano izquierda de Fleming, en palabras sencillas?

Coloca el pulgar, el índice y el corazón de tu mano izquierda en ángulo recto. Índice en la dirección del campo y corazón en la dirección de la corriente: el pulgar señala hacia dónde se empuja el cable.

¿Entran el motor, la inducción y el generador en el examen final de CBSE de 10.º en 2026-27?

No. En 2026-27 se evalúan solo con evaluación formativa (en el colegio). La fuerza sobre un conductor, la regla de la mano izquierda de Fleming y la CA frente a la CC siguen formando parte del capítulo.

¿Cuál es la diferencia entre las reglas de la mano izquierda y derecha de Fleming?

La regla de la mano izquierda da la dirección de la FUERZA sobre un cable con corriente (motores). La regla de la mano derecha da la dirección de la CORRIENTE INDUCIDA en un cable que se mueve en un campo (generadores).

Dónde se estudia

Canada (Ontario)Grade 11F. Electricity and Magnetism
Canada (Ontario)Grade 12C. Understanding Physical Development
Canada (Ontario)Grade 12C. Biomechanics and Motor Development
Canada (Ontario)Grade 12D. Electricity and Magnetism
ItalySecondaria di secondo grado – classe 5ª (esame di Stato)Electromagnetism
ItalySecondaria di secondo grado – classe 5ª (esame di Stato)Electromagnetism and modern physics
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIMagnetism
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIMagnetism
RomaniaClasa a X-aProducing and using alternating current
RomaniaClasa a XI-aElectromagnetic oscillations and waves
RomaniaClasa a XI-aElectromagnetic oscillations and waves
Spain2º BachilleratoElectromagnetic field
Spain2º BachilleratoElectrical and electronic systems
Ukraine9 класElectromagnetic phenomena; electromagnetic oscillations and waves
Ukraine11 класEnergy and power engineering
Ukraine11 класElectrodynamics
Ukraine11 класElectromagnetic oscillations and waves
Ukraine11 класElectrodynamics
Ukraine11 класElectromagnetic oscillations and waves
CBSE (India)Class 10Effects of Current
England (GCSE, A level)Year 114.7 Magnetism and electromagnetism
England (GCSE, A level)Year 133.7 Fields and their consequences
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12Magnetism and Electromagnetism
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12Electromagnetic Induction
Japan高校(専門学科)1〜3年Electric Circuits
Japan高校3年Electricity and magnetism
South Korea중학교 2학년Electricity and magnetism
South Korea중학교 3학년Energy conversion and conservation
South Korea고등학교 1학년Environment and energy
South Korea고등학교 2학년Electromagnetic interaction
South Korea고등학교 2학년Electricity and magnetism
South Korea고등학교 3학년Matter and electromagnetic fields
South Korea고등학교 3학년Electromagnetic fields
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 12Electromagnetic induction and oscillations
Russia8 классElectric and magnetic phenomena
Russia8 классElectric and magnetic phenomena
Russia11 классElectromagnetic induction
Russia11 классElectromagnetic oscillations
Russia11 классMagnetic field and electromagnetic induction
Russia11 классOscillations and waves
China九年级(初三)Ch.20 Electricity and magnetism
China高一Compulsory 3 Ch.13 Electromagnetic induction and waves (intro)
China高二Selective 2 Ch.2 Electromagnetic induction
China高二Selective 2 Ch.3 Alternating current

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