Laboratorios De Fisica

El estudio teórico de los fenómenos electromagnéticos a partir del ordenamiento adecuado de las evidencias experimentales conduce a una formalización ideal, coherente y simple de la fisica involucrada en términos de axiomas (leyes o postulados): las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo. Estas son ecuaciones diferenciales vectoriales y tienen en el electromagnetismo la misma jerarquía quelas leyes (o axiomas o postulados) de Newton en la mecánica clásica. Por otra parte, están en la base de la teoría de la relatividad, que surgió a partir de la comprensión de las propiedades de transformación de las ecuaciones de Maxwell bajo cambios de sistemas de referencia. Precisamente, son las propiedades de invarianza de estas ecuaciones las que subyacen a su importancia, generalidad yvitalidad. Las ecuaciones de Maxwell resumen completamente las características y el comportamiento del campo electromagnético, concepto basado en una realidad fisica objetiva con propiedades bien definidas. El punto de partida de toda la teoría es el hecho establecido de la existencia de cargas eléctricas, magnitudes fisicas independientes de la forma de producirlas y de las palabras que eventualmenteusemos para definirlas. Claro que para que puedan ser consideradas magnitudes físicas es necesario asignarles la dimensión correspondiente y dar una manera de mediflas. Esto es posible, pues existen instrumentos -los electrómetros- que permiten comparar cargas y así definir la suma (algebraica) de las mismas. Un campo electromagnético es el estado de excitación que se establece en el espacio si haycargas eléctricas preseotes. En otras palabras, las cargas eléctricas son la fuente de los+campos: eléctrico, E, si las cargas están en reposo, y también del campo magnético, B, si están en movimiento. Los campos electromagnéticos son los causantes de la interacción entre las fuentes. Este hecho es capital en el desarrollo de la teoría, ya que permite la medida de un campo producido por unafuente a través del efecto que causa en otra fuente. La descripción de los efectos electromagnéticos sobre la materia hace necesaria la introducción de otros

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Electrodinámica

vectores: el vector desplazamiento, 6 ; el vector intensidad del campo magnético, fi y el vector densidad de corriente eléctrica, 3. El proceso de formalización del electromagnetismo pasó por diferentes y muyintrincadas etapas que incluyen (ver «Apéndice preparatorio»):
e La electrostática, ligada al análisis de los fenómenos que involucran cargas eléctricas

en reposo;
e El estudio de corrientes eléctricas estacionarias, que conduce a la Ley de Ohm y a

la Ley de Joule;
e La descripción de los fenómenos magnéticos producidos por corrientes eléctricas o

por imanes;
e El electromagnetismo propiamentedicho, que liga los fenómenos eléctricos con los

magnéticos, al considerar las variaciones temporales de los respectivos campos. Ese largo camino desemboca en el bien conocido conjunto de ecuaciones de Maxwell

donde p es la densidad de carga eléctrica y las constantes K K' y K" dependen del sistema de unidades que elijamos (Ver «apéndice sobre sistemas de unidades»). Estas ecuacionesgobiernan localmente los fenómenos electromagnéticos. Y cualquier campo electromagnético debe satisfacer a todas ellas. La expresión «Fue un dios quien escribió estas líneas» (Boltzmann dixit) pone en evidencia su validez universal y su belleza. El significado físico de estas ecuaciones puede resumirse de la siguiente manera:
e

Todo campo magnético variable en el tiempo origina un campo eléctricorotacional (1.1). Pueden además existir campos electrostáticos originados en cargas eléctricas en reposo (1.3), en cuyo caso son irrotacionales (conservativos). to) variable en el tiempo origina un campo magnético rotacional (1.2). Además pueden existir campos magnéticos fi originados por imanes permanentes, en cuyo caso son irrotacionales. La inclusión de la corriente de desplazamiento en las...