electrodinamica

Electromagnetismo 2004

5-1

5 - Electrodinámica
Este capítulo desarrolla temas de vital importancia en la modelación de los fenómenos electromagnéticos. Debido a la necesidad de introducir nuevas ideas se incluyen reseñas históricas del
periodo que llevó a la síntesis de Maxwell de 1864, que reflejan cómo esas nuevas ideas se fueron introduciendo en la interpretación de las observacionesexperimentales.

Inducción electromagnética - Ley de Faraday
En 1831, luego de una larga serie de experimentos, Michael Faraday encontró una relación nueva entre efectos eléctricos y
magnéticos. Se sabía, luego de los trabajos de Oersted y Ampère,
entre otros, que una corriente eléctrica (un campo eléctrico) crea
efectos magnéticos. Faraday estaba convencido de la simetría en
las leyes dela naturaleza, y de la observación de la inducción
electrostática y la "inducción" de efectos magnéticos por corrientes eléctricas creía que un campo magnético debía crear efectos
eléctricos. Sin embargo, la relación era más sutil: son las variaciones en el tiempo del campo magnético las que crean un
campo eléctrico. Citamos las propias palabras de Faraday1, en su
presentación ante la RoyalInstitution, de Londres. En la introducción a la primera serie de experimentos, relacionados con la
inducción electromagnética, Faraday presenta los objetivos y
antecedentes de estas investigaciones:
“1. El poder que posee la tensión eléctrica de producir un estado eléctrico opuesto en sus proximidades se ha expresado por el término general de Inducción, el cual tal como ha sido recibido en ellenguaje científico puede ser también utilizado adecuadamente, con el mismo
sentido general, para expresar el poder que pueden poseer las corrientes eléctricas de inducir algún estado peculiar sobre la materia en su inmediata proximidad, que de otra manera
permanecería indiferente. Es con este significado que propongo usarlo en este trabajo.”
“2. Ciertos efectos de inducción de las corrienteseléctricas han sido ya reconocidos y descriptos, como los de magnetización; los experimentos de Ampère de la atracción de un disco de
cobre por una espiral plana; su repetición con electroimanes de los extraordinarios experimentos de Arago y tal vez algunos otros. Sin embargo, parece improbable que éstos puedan
ser todos los efectos que produce la inducción por corrientes; especialmente dadoque, si se
prescinde del hierro, casi todos ellos desaparecen, mientras que todavía una infinidad de
cuerpos que muestran fenómenos definidos de inducción con electricidad de tensión, resultan además influidos por la inducción de la electricidad en movimiento.”
“3. Más aún, ya sea se adopte la hermosa teoría de Ampère o alguna otra, o cualquiera sea la
reserva mental que se haga, sigueresultando extraordinario que, como toda corriente eléctrica está acompañada por una correspondiente intensidad de acción magnética en ángulo
recto con la corriente, buenos conductores de electricidad colocados dentro de la esfera de
esta acción, no tengan alguna corriente inducida a través de ellos ni se produzca algún efecto sensible equivalente, en fuerza, a tal corriente.”
“4. Estasconsideraciones, con su consecuencia, la esperanza de obtener electricidad a partir
del magnetismo ordinario, me estimularon en varias oportunidades a investigar experimentalmente el efecto de inducción de las corrientes eléctricas. Ultimamente llegué a resultados
positivos y no sólo he satisfecho mis esperanzas, sino que obtuve una clave que a mi parecer ofrece una explicación completa de los fenómenosmagnéticos de Arago y también el
descubrimiento de un nuevo estado que probablemente puede tener gran influencia en algunos de los más importantes efectos de las corrientes eléctricas.”
“5. Me propongo describir estos resultados, no como fueron obtenidos, sino en forma tal de dar
la más concisa visión del conjunto.”

A continuación Faraday describe el montaje experimental que usará:
1...