ELECTROMAGNETISM1

ELECTROMAGNETISMO : LEYES FUNDAMENTALES

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Problemas de Electromagnetismo
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  En este apartado, sólo vamos a recordar aquellas leyes electromagnéticas que nos permiten abordar los problemas planteados. Dejaremos para más adelante, las expresiones que nos dan los campos eléctricos creados por distribuciones contínuas de cargas, y , los campos magnéticoscreados por corrientes eléctricas o cargas móviles, fijando nuestra atención en las fuerzas que aparecen en partículas cargadas tanto en campos eléctricos como en magnéticos
   Estas leyes que vamos a utilizar en la resolución de los problemas de aplicaciones prácticas del electromagnetismo, son las siguientes:
 
  1º.- Fuerza sobre una partícula cargada en un campo eléctrico.- De acuerdo conla definición de intensidad de campo eléctrico, la fuerza que actúa sobre una partícula cargada con una carga q  en un campo eléctricoE , vendrá dada

                                            con un  módulo 

                                          con una dirección : la de

                                        con un sentido igual al del campo si q es positiva y el contrario                                        si es negativa.
 
 



E
 

F
 
 
 
 
 
 
 
 


   2º.- Aspectos energéticos del campo eléctrico.- Recordemos que, el campo eléctrico, lo mismo que el gravitatorio, es un campo conservativo, por lo que podremos hablar de valores de energía potencial eléctrica. El hecho de ser conservativo, nos permite escribir que :
                     WF del campo eléctrico = -  Epotencialeléctrica          y, por tanto






o lo que es lo mismo

y, recordando las definiciones de intensidad de campo eléctrico y de potencial eléctrico. podemos escribir la expresión anterior dividida por la unidad de carga eléctrica q :
              
                    

 
 De donde, la componente del campo eléctrico en la dirección de dr será
 

 
 
  Si generalizamos, las componentes delvector campo eléctrico a lo largo de los tres ejes de coordenadas serán :
                                                          
 
                          
 
     Si en determinados casos concretos el campo eléctrico es uniforme ( como el que existe entre las placas de un condensador plano) y, se dirige a lo largo del eje x, podemos escribir:
 
                                o                    
                  
 
   Si los puntos 1 y 2 están situados en las placas del condensador plano , podemos escribir :
 

                                           siendo  d   la distancia entre las placas.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


  Cuando tenemos un sistema de partículas cargadas y, deseamos razonar energéticamente, debemos delimitar el sistema y, especificar si existen o no fuerzasexteriores, así como considerar si todas las fuerzas interiores son o no conservativas. Si se trata de un sistema AISLADO ( no interacciona con el exterior) y, todas las fuerzas interiores son conservativas ( eléctricas o gravitatorias) el principio de conservación de la energía podemos escribirlo :
 
         Ec + Ep eléctrica + Ep gravit. = 0
 
Si sólo actúan las fuerzas eléctricas ( o lasgravitatorias son despreciables) la expresión anterior quedará :
 
             Ec + Epe= 0                                 Ec = - Ep
 
que, teniendo en cuenta la definición de potencial eléctrico :
 
         Ec = - (Ep2 – Ep1) = -q ( V2 – V1)
 
 Luego, la energía cinética que gana una carga eléctrica al ser acelerada entre dos puntos del campo eléctrico, es igual a q multiplicado por ladiferencia de potencial entre esos dos puntos.
 
  3º Fuerza magnética sobre carga móvil ( Fuerza de Lorentz). Cuando una partícula cargada con una carga q  penetra en un campo magnético B, dotada de una velocidad v sobre ella aparece una fuerza magnética que viene dada por la expresión:
               
   

de módulo

                                                     ...