Fuerza de Lorentz en un Líquido

Muchos fenómenos magnéticos se explican por el siguiente hecho:

Cuando una corriente eléctrica fluye en un conductor que está inmerso en un campo magnético, el conductor experimenta una fuerza.

Esta fuerza se conoce como Fuerza de Lorentz. La dirección y sentido de estas tres cantidades se relacionan entre si, ya que son vectores:



En la ecuación anterior, F es la fuerza, q es la carga, E el campo eléctrico, v la velocidad de la corriente y B el campo magnético. En el caso mostrado no tenemos carga q ni campo eléctrico.

Es fácil recordar las direcciones utilizando una regla mnemotécnica conocida como la "regla de la mano izquierda de Fleming", y que se ilustra en la figura. Colocando la mano izquierda como se muestra, si apuntamos el dedo índice en dirección del campo magnético y el cordial o medio en dirección de la corriente, entonces el pulgar nos señalará la dirección en que se produce la  fuerza.

Vamos a mostrar un experimento en el que hacemos fluir una corriente eléctrica en un liquido, y aplicamos un campo magnético al mismo. Este campo magnético interactúa con la corriente en el líquido y se produce una fuerza en el líquido, la cual crea corrientes en el mismo. Veamos el siguiente esquema:

En un recipiente de plástico, colocamos agua con sal. El agua salada conduce la electricidad. El recipiente cuenta con dos terminales que llegan hasta el fondo, de modo que quedan inmersas en el líquido. Aplicamos al mismo un voltaje de 24 volts de corriente directa. De inmediato vemos que se empiezan a formar burbujas en las terminales, producto de la corriente eléctrica que circula por el agua salada. Si ahora colocamos un imán debajo del recipiente, entonces se produce la fuerza de Lorentz, que emerge de la interacción de la corriente I con el campo magnético B.

Si vemos el recipiente desde arriba, la corriente circula de izquierda a derecha, mientras que el campo magnético (no se muestra) viene de abajo hacia arriba (saliendo de la pantalla). Esto genera, según la regla de la mano izquierda, una fuerza en el líquido que va en el sentido mostrado. El líquido se movera de un extremo del recipiente hacia el otro, llegará a la pared y dará la vuelta, con lo que se forman dos remolinos en el recipiente.

Si cambiamos ya sea la dirección de la corriente, o la dirección del campo magnético (dando la vuelta al imán), el sentido de giro de los remolinos se invierte. En el video que se muestra a continuación se observa el efecto: