Campos Eléctrico
Páginas: 7 (1544 palabras)
Publicado: 23 de junio de 2012
El Campo Eléctrico
Es aquél en el cual el vector intensidad del campo eléctrico tiene el mismo módulo, dirección y sentido en todos sus puntos, en cuyos caso las líneas de campo eléctrico son equidistantes y paralelas.
Movimiento de cargas puntuales en un campo eléctrico uniforme.
Considere una partícula de masa m y carga + q que se coloca en reposo dentro de un campo eléctrico uniforme yluego se deja en libertad.
Ley de Faraday
Artículo principal: Ley de Faraday.
En 1801, Michael Faraday realizó una serie de experimentos que lo llevaron a determinar que los cambios temporales en el campo magnético inducen un campo eléctrico. Esto se conoce como la ley de Faraday. La fuerza electromotriz, definida como el rotacional a través de un diferencial de línea está determinado por:(11)
donde el signo menos indica la Ley de Lenz y es el flujo magnético en una superficie, determinada por:
(12)
reemplazando (12) en (11) se obtiene la ecuación integral de la ley de Faraday:
(13)
Aplicando el teorema de Stokes se encuentra la forma diferencial:
(14)
La ecuación (14) completa la descripción del campo eléctrico, indicando que la variación temporal del campo magnéticoinduce un campo eléctrico.[1]
Las ecuaciones de Maxwell
Artículo principal: Ecuaciones de Maxwell.
James C. Maxwell a los 23 años.
Algo más tarde, Maxwell publicó dos artículos clásicos dentro del estudio del electromagnetismo. Las relaciones de igualdad entre las distintas derivadas parciales de las funciones correspondientes a los campos eléctrico y magnético, denominadas ecuaciones deMaxwell, están presentes de ordinario en cualquier libro de texto de la especialidad. Sus aportes a la teoría electromagnética lo sitúan entre los grandes científicos de la historia. Sin embargo, Maxwell no escribió sus fórmulas en notación vectorial, sino que planteó todo en un sistema de ecuaciones en cuaterniones. Su planteamiento fue esencialmente algebraico, como fue el caso de Ruđer Boškovićcon su teoría de los "puncta". Originalmente fueron veinte ecuaciones, que el mismo Maxwell redujo a trece. Luego Heaviside, en colaboración con Gibbs, y Hertz, independientemente, produjeron las fórmulas que actualmente maneja la ciencia. Aunque las fórmulas que lograron Heaviside y Hertz son un modelo de compacidad y síntesis, se considera que el tratamiento en cuaterniones es más intuitivo ypermite deducir, "ver" y anticipar más que con las "menos digeribles" fórmulas diferenciales. Los cuaterniones se prestan muy bien para describir vectores que giran en el espacio. Es probable que Nikola Tesla y Marconi conocieran y manejaran las expresiones originales de Maxwell. El planteo de las ecuaciones en cuaterniones podría abarcar más aplicaciones físicas que la versión vectorial deHeaviside y Gibbs; al parecer, la versión vectorial es incapaz de mostrar un aspecto de las radiaciones en el vacío, por lo que su descripción de la realidad física no sería completa [4]
En el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873) declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamentecualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, Maxwell introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas. Su teoría sugirió laposibilidad de generar ondas electromagnéticas en el laboratorio, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que posteriormente supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia.
Campo electrostático (cargas en reposo)
Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son...
Es aquél en el cual el vector intensidad del campo eléctrico tiene el mismo módulo, dirección y sentido en todos sus puntos, en cuyos caso las líneas de campo eléctrico son equidistantes y paralelas.
Movimiento de cargas puntuales en un campo eléctrico uniforme.
Considere una partícula de masa m y carga + q que se coloca en reposo dentro de un campo eléctrico uniforme yluego se deja en libertad.
Ley de Faraday
Artículo principal: Ley de Faraday.
En 1801, Michael Faraday realizó una serie de experimentos que lo llevaron a determinar que los cambios temporales en el campo magnético inducen un campo eléctrico. Esto se conoce como la ley de Faraday. La fuerza electromotriz, definida como el rotacional a través de un diferencial de línea está determinado por:(11)
donde el signo menos indica la Ley de Lenz y es el flujo magnético en una superficie, determinada por:
(12)
reemplazando (12) en (11) se obtiene la ecuación integral de la ley de Faraday:
(13)
Aplicando el teorema de Stokes se encuentra la forma diferencial:
(14)
La ecuación (14) completa la descripción del campo eléctrico, indicando que la variación temporal del campo magnéticoinduce un campo eléctrico.[1]
Las ecuaciones de Maxwell
Artículo principal: Ecuaciones de Maxwell.
James C. Maxwell a los 23 años.
Algo más tarde, Maxwell publicó dos artículos clásicos dentro del estudio del electromagnetismo. Las relaciones de igualdad entre las distintas derivadas parciales de las funciones correspondientes a los campos eléctrico y magnético, denominadas ecuaciones deMaxwell, están presentes de ordinario en cualquier libro de texto de la especialidad. Sus aportes a la teoría electromagnética lo sitúan entre los grandes científicos de la historia. Sin embargo, Maxwell no escribió sus fórmulas en notación vectorial, sino que planteó todo en un sistema de ecuaciones en cuaterniones. Su planteamiento fue esencialmente algebraico, como fue el caso de Ruđer Boškovićcon su teoría de los "puncta". Originalmente fueron veinte ecuaciones, que el mismo Maxwell redujo a trece. Luego Heaviside, en colaboración con Gibbs, y Hertz, independientemente, produjeron las fórmulas que actualmente maneja la ciencia. Aunque las fórmulas que lograron Heaviside y Hertz son un modelo de compacidad y síntesis, se considera que el tratamiento en cuaterniones es más intuitivo ypermite deducir, "ver" y anticipar más que con las "menos digeribles" fórmulas diferenciales. Los cuaterniones se prestan muy bien para describir vectores que giran en el espacio. Es probable que Nikola Tesla y Marconi conocieran y manejaran las expresiones originales de Maxwell. El planteo de las ecuaciones en cuaterniones podría abarcar más aplicaciones físicas que la versión vectorial deHeaviside y Gibbs; al parecer, la versión vectorial es incapaz de mostrar un aspecto de las radiaciones en el vacío, por lo que su descripción de la realidad física no sería completa [4]
En el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873) declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamentecualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, Maxwell introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas. Su teoría sugirió laposibilidad de generar ondas electromagnéticas en el laboratorio, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que posteriormente supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia.
Campo electrostático (cargas en reposo)
Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son...
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