ELECTROMAGNETISMO
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.
2.- ¿Cuáles son las cantidades fuentes del modelo electromagnético?Las fuentes del modelo electromagnético son las siguientes:
FUENTES
- 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
figura A
3.- A partir del concepto de carga puntual, ¿Qué se entiende por función puntual? ¿es la densidad de carga una función puntual?
CARGA PUNTUAL
Primeramente definiremos una carga puntual (qpuntual) 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.
qpuntual = 1,6x10 -19 coulomb.
La magnitud de la carga del electrón es igual a la carga puntual (qpuntual).
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.
1. Densidad longitudinal de carga
_____________________________________
_____________________________________
ρ = lim (Δq / ΔL)
Donde Δq: diferencial de carga; unidad de medida: [c] coulomb
ΔL: diferencial de longitud; unidad de medida: [m] metros
2. Densidad superficial de carga
ρ = lim (Δq / Δs)
Donde Δq: diferencial de carga; unidad de medida: [c] coulomb
Δs: diferencial de superficie; unidad de medida: [m2] metros cuadrados
3. Densidad volumétrica de carga
ρ = lim (Δq / Δv)
Donde Δq: diferencial de carga; unidad de medida: [c] coulomb
Δv: diferencial de volumen; unidad de medida: [m3] metros cúbicos
Esto se resume que la densidad es una función puntual.
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 ELECTRICO
1. Intensidad del campo eléctrico
Simbología: E
Unidad de medida: [v/m]
En donde (v: voltaje) (m: metros)
2. Densidad del campo eléctrico
Simbología: D
Unidad de medida: [v/m3]
En donde (v: voltaje) (m3: metros cúbicos)
CAMPO MAGNETICO
3.
Intensidad del campo magnéticoSimbología: B
Unidad de medida: [T/m]
En donde (T: Tesla) (m: metros)
4. Densidad del campo magnético
Simbología: H
Unidad de medida: [T/m3]
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.
- Densidad volumétrica.
La densidad volumétrica es la más usada para efectos de cálculos electromagnéticos, y su unidad de medida es coulomb sobre metros cúbicos.
