Demostracion Leyes De Maxwell
Páginas: 10 (2326 palabras)
Publicado: 27 de mayo de 2012
Ilustración experimental de las
Leyes de Maxwell.
DAVID MARTÍNEZ R.*, DAYANA SOLORIO M.*, MARCO VILLAGRAN A.*
Introducción.
Basado en los trabajos y observaciones de diversos hombres de ciencia como: Benjamin Franklin, Charles Augustin de Coulomb, Hans Christian Öersted, Carl Friedrich Gauss, André-Marie Ampère y Michael Faraday; James Clerk Maxwell estableció las leyes delelectromagnetismo en la forma en la que las conocemos actualmente.
Estas leyes juegan en el electromagnetismo el mismo papel que las leyes de Newton del movimiento y de la gravitación juegan en mecánica.
Las leyes de Maxwell establecen la relación existente entre los fenómenos magnéticos y los fenómenos eléctricos, unificándolos y permitiendo el estudio del campo electromagnético.
Las leyes deMaxwell están compuestas por cuatro ecuaciones que pueden ser escritas de diversas formas, estás ecuaciones son: la ley de Gauss de la electricidad, la ley de Gauss del magnetismo, la ley de Ampère y la ley de Faraday de inducción.
La ley de Gauss de la electricidad, que se aplica a cualquier superficie hipotética cerrada (llamada superficie Gaussiana), establece que la relación entre el flujoeléctrico ([pic]) y la carga neta q encerrada por la superficie es la siguiente:[pic]o bien: en forma integral
y
en forma diferencial, donde[pic]representa la densidad de carga en el vacío,[pic]es el campo eléctrico y[pic]es la constante de permisividad eléctrica del medio.
La ley de Gauss del magnetismo es una manera formal de enunciar una conclusión que parece obligada por los hechosexperimentales del magnetismo, esto es, que no existen polos magnéticos aislados. Esta ecuación afirma que el flujo magnético (ФB) que pasa por una superficie gaussiana cualquiera cerrada debe valer cero, o sea,
en forma integral o bien
en forma diferencial, donde[pic]es la densidad de flujo magnético.
La ley de Ampère plantea una relación entre las corrientes eléctricas sobre un conductoro cargas en movimiento y el campo magnético. La forma de la ecuación planteada por Ampère presentaba ciertas inconformidades con los resultados experimentales, hecho que fue solucionado por Maxwell al introducir unas modificaciones a ésta ley, la cual, actualmente, tiene la forma:
en forma de integral o
en forma diferencial, donde[pic]representa la intensidad de la corrienteeléctrica,[pic]es la constante de permeabilidad magnética del medio y[pic]representa la densidad de corriente.
La ley de Faraday de la inducción electromagnética explica la existencia de fuerza electromotriz en presencia de un campo magnético. La ley de Faraday dice que la fuerza electromotriz inducida [pic] en un circuito es igual al valor negativo de la rapidez con la cual está cambiando el flujo queatraviesa el circuito, esto es en forma de integral:
o en forma diferencial:.
Objetivos.
Poder entregar una serie de experimentos capaces de mostrar de una manera simple los efectos físicos representados matemáticamente por las leyes de Maxwell.
*Universidad Autónoma de Nuevo León, FCFM.
Procedimiento.
LEY DE GAUSS DE LA ELECTRICIDAD
La ley de Gauss representa un potenteinstrumento para el cálculo del campo eléctrico en regiones del espacio a una distancia finita de una carga o una distribución de cargas, ésta ley afirma que el flujo neto de campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada (una superficie cerrada es aquella que divide al espacio en dos partes, a saber, exterior e interior) es proporcional a la carga neta en el interior de ésta.
El granpoder de esta ley se hace aún más evidente en condiciones adecuadamente restringidas de simetría, llamadas a veces “de alta simetría”, pues en tales condiciones la integral de flujo sobre la superficie cerrada se vuelve particularmente sencilla de calcular, y sabiendo la carga encerrada en esta podemos obtener el valor del campo eléctrico en cualquier punto de ésta.
Habiendo hecho una breve...
Leyes de Maxwell.
DAVID MARTÍNEZ R.*, DAYANA SOLORIO M.*, MARCO VILLAGRAN A.*
Introducción.
Basado en los trabajos y observaciones de diversos hombres de ciencia como: Benjamin Franklin, Charles Augustin de Coulomb, Hans Christian Öersted, Carl Friedrich Gauss, André-Marie Ampère y Michael Faraday; James Clerk Maxwell estableció las leyes delelectromagnetismo en la forma en la que las conocemos actualmente.
Estas leyes juegan en el electromagnetismo el mismo papel que las leyes de Newton del movimiento y de la gravitación juegan en mecánica.
Las leyes de Maxwell establecen la relación existente entre los fenómenos magnéticos y los fenómenos eléctricos, unificándolos y permitiendo el estudio del campo electromagnético.
Las leyes deMaxwell están compuestas por cuatro ecuaciones que pueden ser escritas de diversas formas, estás ecuaciones son: la ley de Gauss de la electricidad, la ley de Gauss del magnetismo, la ley de Ampère y la ley de Faraday de inducción.
La ley de Gauss de la electricidad, que se aplica a cualquier superficie hipotética cerrada (llamada superficie Gaussiana), establece que la relación entre el flujoeléctrico ([pic]) y la carga neta q encerrada por la superficie es la siguiente:[pic]o bien: en forma integral
y
en forma diferencial, donde[pic]representa la densidad de carga en el vacío,[pic]es el campo eléctrico y[pic]es la constante de permisividad eléctrica del medio.
La ley de Gauss del magnetismo es una manera formal de enunciar una conclusión que parece obligada por los hechosexperimentales del magnetismo, esto es, que no existen polos magnéticos aislados. Esta ecuación afirma que el flujo magnético (ФB) que pasa por una superficie gaussiana cualquiera cerrada debe valer cero, o sea,
en forma integral o bien
en forma diferencial, donde[pic]es la densidad de flujo magnético.
La ley de Ampère plantea una relación entre las corrientes eléctricas sobre un conductoro cargas en movimiento y el campo magnético. La forma de la ecuación planteada por Ampère presentaba ciertas inconformidades con los resultados experimentales, hecho que fue solucionado por Maxwell al introducir unas modificaciones a ésta ley, la cual, actualmente, tiene la forma:
en forma de integral o
en forma diferencial, donde[pic]representa la intensidad de la corrienteeléctrica,[pic]es la constante de permeabilidad magnética del medio y[pic]representa la densidad de corriente.
La ley de Faraday de la inducción electromagnética explica la existencia de fuerza electromotriz en presencia de un campo magnético. La ley de Faraday dice que la fuerza electromotriz inducida [pic] en un circuito es igual al valor negativo de la rapidez con la cual está cambiando el flujo queatraviesa el circuito, esto es en forma de integral:
o en forma diferencial:.
Objetivos.
Poder entregar una serie de experimentos capaces de mostrar de una manera simple los efectos físicos representados matemáticamente por las leyes de Maxwell.
*Universidad Autónoma de Nuevo León, FCFM.
Procedimiento.
LEY DE GAUSS DE LA ELECTRICIDAD
La ley de Gauss representa un potenteinstrumento para el cálculo del campo eléctrico en regiones del espacio a una distancia finita de una carga o una distribución de cargas, ésta ley afirma que el flujo neto de campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada (una superficie cerrada es aquella que divide al espacio en dos partes, a saber, exterior e interior) es proporcional a la carga neta en el interior de ésta.
El granpoder de esta ley se hace aún más evidente en condiciones adecuadamente restringidas de simetría, llamadas a veces “de alta simetría”, pues en tales condiciones la integral de flujo sobre la superficie cerrada se vuelve particularmente sencilla de calcular, y sabiendo la carga encerrada en esta podemos obtener el valor del campo eléctrico en cualquier punto de ésta.
Habiendo hecho una breve...
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