PD FISISCA UNIDAD 3

Segundo Cuatrimestre
División: Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales

Física
Unidad 3. Electromagnetismo

Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales

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En esta unidad iniciamos el estudio de los fenómenos electromagnéticos. Las leyes que r igen estos
fenómenos juegan un rol importante en la operación de una gran cantidad dedispositivos
electrónicos, radios, televisores, motores eléctricos, computadoras, aceleradores de partículas, y
muchos más. La materia, en sí misma, se rige de manera fundamental por fuerzas electrostáticas y
magnéticas para conformar sólidos y líquidos.
La electrostática ya era conocida por los griegos, se dieron cuenta que al frotar ámbar se
electrificaba y tenía la capacidad de atraer algunosmateriales. También observaron que fuerzas
magnéticas, producidas por la magnetita, atraían partículas de hierro. En 1785, Charles Coulomb
formuló la ley que lleva su nombre al proponer una fuerza de atracción entre partículas cargadas
que varía de manera inversa al cuadrado de la distancia que las separa. En el siglo XIX, diversos
descubrimientos y experimentos demostraron que los fenómenoseléctricos y magnéticos estaban
relacionados. Los trabajos de Oersted, Faraday, y Henry ayudaron a consolidar dicha idea y es
James Clark Maxwell, en 1873, que usa toda esta evidencia experimental para formular las leyes
del electromagnetismo. Las predicciones que se derivan de estas leyes fueron corroboradas por
Henry Hertz al producir y detectar ondas electromagnéticas.
Las Leyes de Maxwellson básicas para estudiar y comprender todos los fenómenos
electromagnéticos. La teoría que las sustenta es considerada como parte de la física clásica y un
gran aporte al conocimiento humano.

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Propósito
En esta unidad revisaremos los modelos usados para explicar los
fenómenoselectromagnéticos. Revisaremos cada una de las leyes de
Maxwell
y algunas de sus aplicaciones. Modelarás tres aspectos
fundamentales que te ayudarán a comprender y manejar los conceptos
que se estudian: la Fuerza de Lorentz, un circuito LRC y una onda
electromagnética.

Modelar fenómenos electromagnéticos para describir

aplicaciones

tecnológicas usando las Leyes de Maxwell.

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En este tema revisamos uno de los conceptos que dan forma a la teoría electromagnética, el
campo electromagnético. El concepto de campo, como una acción a distancia, y que se produce
alrededor de una partícula cargada, en movimiento rectilíneo uniforme o acelerado, lo asociamos
a una magnitud medible, en este caso lafuerza que se ejerce sobre una partícula cargada de
prueba. El campo eléctrico puede dividirse en campo eléctrico y magnético. En nuestro estudio
caracterizaremos ambos campos de manera separada y estudiaremos los modelos que explican
fenómenos eléctricos y magnéticos.

Experimentalmente se determinó que existen dos tipos de
carga eléctrica, se les llamo positiva y negativa. Los electronestienen carga negativa y los protones tienen carga positiva.

Fig. 1Electrón y protón

Las cargas de un mismo signo se repelen, cargas de signo
contrario, se atraen.

Fig.2 Cargas positivas y negativas

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En un sistema aislado, la carga eléctrica se conserva. La
materia es neutra, tiene la mismacantidad de cargas
negativas como positivas.
Al frotar una varilla de vidrio sobre un trozo de seda, se
transfieren cargas negativas a la seda, pero la misma cantidad
de cargas positivas quedan en la varilla debido a la
conservación de la cara.

Fig. 3 Varilla de vidrio y un trozo de
seda

La carga eléctrica está cuantizada, es decir, se presenta en la
naturaleza en paquetes discretos...