jueves, 24 de marzo de 2011

¿Que es electromagnetismo?

(1820) El electromagnetismo fue descubierto de forma accidental por el físico danés Hans Christian Oersted, al observar una relación entre electricidad y magnetismo, consistente en que cuando colocaba la aguja de una brújula cerca de un alambre por el circulaba corriente, esta experimentaba una desviación. Así nació el electromagnetismo.
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos, estos dos fenómenos se reúnen en una sola teoría ideada por faraday, y se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos, campos magnéticos y sus respectivas fuentes conocidas como ecuaciones de Maxwell.

¿A partir del concepto de densidad de carga que se entiende como una función puntual?
El principio de conservación de la carga eléctrica debe satisfacerse en todo momento y en todas circunstancias. Cualquier formulación o solución de un problema electromagnético que viole el principio de la conservación de la carga eléctrica siempre será incorrecto.
Una densidad volumétrica de carga, ρv, como una cantidad de fuente, de la siguiente manera.
ρv = lim      Δq  (C/m³)
     Δv→0    Δv

Donde Δq es la cantidad de carga en volumen muy pequeño Δv. ¿cuan pequeña deba ser Δv?. Debe ser lo suficientemente pequeño para representar una variación precisa de ρv, pero lo suficientemente grande como para contener gran numero de cargas discreta.
En algunas situaciones físicas podemos identificar una cantidad de carga Δq con un elemento de superficie Δs o un elemento lineal Vl. En estos caso es apropiado definir una densidad superficial de carga, ρs, o una  densidad lineal de carga ρl.
ρs = lim      Δq  (C/m²)
     Δs→0    Δs

ρl = lim     Δq  (C/m)
     Δl→0    Δl

Excepto en algunas situaciones especiales, las densidades de cargas varían de un punto a otro. Por consiguiente ρv, ρs, ρl, son en términos generales funciones puntuales de las coordenadas espaciales.

En el electromagnetismo se define una función puntual vectorial densidad de corriente, J, que mide la cantidad de corriente que fluye por un área unidad normal a la dirección del flujo de la corriente. La letra J es un vector cuya magnitud es la corriente por unidad de área  (A/m²) y su dirección es la del flujo de corriente.
 
¿Cuales son las cuatro unidades fundamentales del MKS del electromagnetismo.?
(E) Intensidad de campo eléctrico 
Se define como la fuerza por unidad de carga que experimenta una carga de prueba estacionaria muy pequeña al colocarse en una región donde exista un campo eléctrico, es decir
E = lim     F     (V/m)
     q→0    q
La intensidad de campo eléctrico E es entonces proporcional a la fuerza F y tiene su misma dirección. Si F se mide en Newtons (N) y la carga q en Coulombs (C), E tiene unidades de newtons por coulomb (N/C) lo que equivales a volts por metros (V/m).

(D) Densidad de campo eléctrico o desplazamiento eléctrico

el desplazamiento eléctrico es un campo vectorial D(r,t) función de la posición r en el espacio y del tiempo t, o también D(r,w) función de la posición r en el espacio y de la frecuencia ω, que aparece en las ecuaciones de Maxwell. A veces también se denomina campo de desplazamiento eléctrico, densidad de flujo eléctrico o excitación eléctrica.
En la mayor parte de los materiales D puede ser calculado como
D=εE▼
Donde ε es la permitividad eléctrica del material. En el vacío ε = ε0.
El Sistema Internacional de Unidades D se mide en Coulombs (C) por metros cuadrados, es decir C/m2.
La utilización de estas unidades resulta de la ecuación de Ampère-Maxwell:


(B) La densidad de flujo magnético

Es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y es igual a la intensidad del campo magnético.
La unidad de la densidad en el El Sistema Internacional de Unidades es el Tesla.
Está dado por: 

\vec B=\frac{\mu_0}{4\pi}\frac{(q\vec v)\times \hat u_r}{r^2}

(H) La intensidad del campo magnético 

La intensidad de campo en una bobina depende de la fuerza magnetomotriz (N·I). Ahora bien, cuanto más larga sea la bobina, más se dispersan las líneas de campo, dando como resultado una intensidad de campo más débil; por lo que se puede decir que, para una fuerza magnetomotriz constante, la intensidad de campo (H) es inversamente proporcional a la longitud media de las líneas de campo, tal como se expresa en la siguiente ecuación:
 La intensidad de campo magnético            
 
  
Donde: 
H = Intensidad del campo en amperio-vuelta/metro (Av/m)  
N = N.º de vueltas de la bobina
I = Intensidad de la corriente (A)
L = Longitud de la bobina (m)
¿Cuales son las cualidades fuentes del modulo del electromagnetismo?

Las fuentes más conocidas son las ecuaciones de Maxwell. 

Nombre                                Forma Integral                               Forma Diferencial