🧲 Electromagnetismo

La conexión más bonita de la física PAU: una corriente eléctrica crea un campo magnético, y un campo magnético que cambia crea una corriente eléctrica. Sin esto no habría ni móvil, ni motor eléctrico, ni luz en casa.

🟢 Nivel 1 · Intuición

Has visto un imán pegado a la nevera. Eso es un campo magnético "fijo". Pero hay algo más loco:

• Si pasas una corriente eléctrica por un cable, el cable se vuelve un imán (a su alrededor aparece un campo magnético).
• Si mueves un imán cerca de un cable (o el cable cerca del imán), aparece corriente eléctrica en el cable, ¡sin pilas ni nada!

Eso es electromagnetismo: electricidad y magnetismo son dos caras de la misma moneda.

En PAU vas a ver dos cosas principales:

1. Una carga moviéndose dentro de un campo magnético nota una fuerza (Lorentz).
2. Si el flujo magnético cambia a través de una espira, aparece una fem inducida (Faraday-Lenz) que mueve electrones por la espira.

🟡 Nivel 2 · Mecánica

Fuerza de Lorentz (carga en movimiento dentro de B)

F = q · v × B   (módulo: F = |q|·v·B·sen θ, donde θ es el ángulo entre v y B).

• Dirección: regla de la mano derecha (o de la izquierda si q es negativa).
• Si v ⟂ B → F = qvB y la trayectoria es circular (radio r = mv/(qB)).
• Si v ∥ B → F = 0 (no hay fuerza).

Fuerza sobre un cable con corriente I dentro de B

F = I · L × B   (módulo: F = I·L·B·sen θ).

Campo magnético creado por corrientes

• Cable infinito: B = μ₀·I / (2π·r). Líneas circulares alrededor del cable.
• Solenoide largo: B = μ₀·n·I (n = espiras por metro). Campo uniforme dentro.

μ₀ = 4π·10⁻⁷ T·m/A.

Inducción electromagnética (Faraday-Lenz)

Flujo magnético: Φ = B · S · cos θ (en weber, Wb).

Fem inducida: ε = − dΦ/dt   (en voltios). El signo "−" es la ley de Lenz: la corriente inducida se opone al cambio de flujo.

Mini-ejemplo

Espira cuadrada de lado 0,1 m en un campo B = 0,5 T perpendicular. Si B se anula en 0,2 s, ¿qué fem se induce?

• Φ_inicial = 0,5 · 0,01 = 5·10⁻³ Wb. Φ_final = 0.
• ε = −ΔΦ/Δt = −(0 − 5·10⁻³)/0,2 = 0,025 V = 25 mV.

🔴 Nivel 3 · PAU completo

Patrón típico de problema PAU:

1. Identifica el tipo: ¿carga en B (Lorentz)? ¿cable con I (fuerza)? ¿flujo cambiante (inducción)?
2. Dibuja con vectores B, v (o I) y la fuerza esperada.
3. Aplica la fórmula correspondiente. En Lorentz, cuidado con el ángulo y la regla de la mano derecha.
4. Si es movimiento circular: r = mv/(qB), T = 2πm/(qB), f = 1/T.
5. Si es inducción: calcula Φ inicial y final, ΔΦ, dividir por Δt para la fem media (o derivar si es continuo).
6. Lenz: razona el sentido de la corriente inducida ("se opone al cambio").

📝 Problemas PAU de este tema (14)

Todos los enunciados oficiales detectados. Pulsa para ver el problema completo con su solución oficial UC3M (cuando exista) y notas didácticas.