Teoría Electromagnética: 2011

1. ¿Qué es el electromagnetismo?

El electromagnetismo es una derivación de la física cuántica que se encarga de estudiar todos los fenómenos que suceden en las interacciones de cargas eléctricas en reposo y movimiento en el espacio y tiempo del universo, esta ciencia, unifica y responde a los fenómenos eléctricos y magnéticos producidos por estas cargas eléctricas y sus efectos sobre diversas sustancias. La idea de juntar estos dos fenómenos en una teoría de campos fue producida por Faraday y las ecuaciones fueron propuestas por Maxwell, estas ecuaciones son funciones vectoriales que relacionan campos eléctricos, campos magnéticos y sus respectivas fuentes, las explicaciones y predicciones que se provee se basan en magnitudes físicas cuya descripción matemática son estos campos vectoriales dependientes de la posición de la carga en el espacio y del tiempo. Es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares

2.- ¿Cuáles son las cantidades fuentes del modelo electromagnético?

Las fuentes del modelo electromagnético son las siguientes:

El campo eléctrico; que es generado cuando la carga eléctrica o corriente eléctrica no varía en el tiempo, en otras palabras cuando la magnitud de la corriente eléctrica es constante en el tiempo genera un campo eléctrico.

Y el campo magnético; que es generado cuando la corriente eléctrica varía en el tiempo, en otras palabras, cuando la magnitud de la corriente eléctrica varía en el tiempo, produce o genera un campo magnético.

Cabe destacar que la intensidad de corriente es igual al diferencial de carga en dos puntos del espacio separadas por un diferencial de longitud, entre un diferencial de tiempo tomado en punto inicial y final del espacio donde se encuentra y se encontraba la carga respectivamente, esto se resume que la intensidad de corriente es la derivada de la carga con respecto al tiempo.

I=Δq / Δt = [c / s] = [ampere] = [A]

La carga de simbología q y unidad de medida c (coulomb) y el tiempo de simbología t y su unidad s (segundos) esta división resulta en Amper que es la unidad de medida de la corriente eléctrica se denota con la letra A mayúscula.

ΔL

q2 (a)._____________.(b) q2

t1 Δt t2

3.- A partir del concepto de carga puntual, ¿Qué se entiende por función puntual? ¿es la densidad de carga una función puntual?

Primeramente definiremos una carga puntual (q_puntual) es una carga eléctrica hipotética, de magnitud finita, contenida en un punto geométrico carente de toda dimensión, en otras palabras una carga puntual consiste en dos cuerpos con carga que son muy pequeños en cuanto a se refiere a la distancia que los separa (ver figura A). Esta suposición resulta muy práctica al resolver problemas de electrostática, pues los efectos derivados de una distribución de cargas en un espacio finito se anulan y el problema se simplifica enormemente.

La carga puntual es igual a 1,6x10 ^-19 coulomb.

q_puntual = 1,6x10 ^-19 coulomb.

La magnitud de la carga del electrón es igual a la carga puntual (q_puntual).

e = q

Una función puntual no es más que un vector con magnitud igual a la carga puntual que va en la misma dirección que se desplaza la carga eléctrica y esta función se encarga de medir la cantidad de corriente que atraviesa una determinada densidad. Esta densidad puede calcularse de las siguientes tres maneras; y su simbología es ρ.

A. Densidad lineal o longitudinal de carga

Se usa en cuerpos lineales como, por ejemplo hilos.

$\lambda = \frac{Q}{L}$

Donde Q es la carga del cuerpo y L es la longitud. En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se mide en C/m (culombios por metro).

B. Densidad superficial de carga

Se emplea para superficies, por ejemplo una plancha metálica delgada como el papel de aluminio.

$\sigma = \frac{Q}{S}$

Donde Q es la carga del cuerpo y S es la superficie. En el SI se mide en C/m² (culombios por metro cuadrado).

C. Densidad volumétrica de carga

Se emplea para cuerpos que tienen volumen.

$\rho = \frac{Q}{V}$

donde Q es la carga del cuerpo y V el volumen. En el SI se mide en C/m³ (culombios por metro cúbico).

4.- ¿Cuáles son las 4 unidades fundamentales en el sistema MKS del electromagnetismo?

EL SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS (MKS): son unidades de medidas que se refiere a M: metros, K: kilos y S: segundos. Este sistema de unidades son las más comunes y usadas a nivel mundial en el campo científico entre otros. A continuación se le presentara las 4 unidades de medidas fundamentales en el electromagnetismo en el sistema MKS:

CAMPO ELÉCTRICO

· Intensidad del campo eléctrico

o Simbología: E

o Unidad de medida: [v/m]

o En donde (v: voltaje) (m: metros)

· Densidad del campo eléctrico

o Simbología: D

o Unidad de medida: [v/m³]

o En donde (v: voltaje) (m³: metros cúbicos)

CAMPO MAGNÉTICO

· Intensidad del campo magnético

o Simbología: B

o Unidad de medida: [T/m]

o En donde (T: Tesla) (m: metros)

· Densidad del campo magnético

o Simbología: H

o Unidad de medida: [T/m³]

o En donde (T: Tesla) (m³: metros cúbico)

Es importante acotar que:

Se define como INTENSIDAD cuando se tiene una pequeña cantidad de carga y se define como DENSIDAD cuando se tiene una gran cantidad de carga.

Esta última, cuando se refiere a DENSISDAD DE CARGA se puede calcular en distintas tipos:

Densidad longitudinal.
Densidad superficial.

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miércoles, 6 de abril de 2011

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