ElectromagnetismoArtculo bueno

Ferrofluido que se agrupa cerca de los polos de un magneto poderoso.El electromagnetismo es una rama de la fsica que estudia y unifica los fenmenos elctricos y magnticos en una sola teora, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulacin consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo elctrico, el campo magntico y sus respectivas fuentes materiales (corriente elctrica, polarizacin elctrica y polarizacin magntica), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teora de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes fsicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posicin en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenmenos fsicos macroscpicos en los cuales intervienen cargas elctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos elctricos y magnticos y sus efectos sobre las sustancias slidas, lquidas y gaseosas. Por ser una teora macroscpica, es decir, aplicable slo a un nmero muy grande de partculas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de stas, el electromagnetismo no describe los fenmenos atmicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecnica cuntica.

El electromagnetismo es considerado como una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

ndice [ocultar] 1 Historia2 Electrosttica3 Magnetosttica4 Electrodinmica clsica4.1 Formulacin covariante5 Electrodinmica cuntica6 Vase tambin7 Referencias7.1 Bibliografa8 Enlaces externosHistoria[editar]Artculo principal: Historia del electromagnetismoDesde la antigua Grecia se conocan los fenmenos magnticos y elctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones cientficas de estos fenmenos.1 Durante estos dos siglos, XVII y XVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron investigando estos dos fenmenos de manera separada y llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos.

Michael Faraday.A principios del siglo XIX Hans Christian rsted encontr evidencia emprica de que los fenmenos magnticos y elctricos estaban relacionados. De ah es que los trabajos de fsicos como Andr-Marie Ampre, William Sturgeon, Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James Clerk Maxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describan ambos fenmenos como uno solo, como un fenmeno electromagntico.1

James Clerk Maxwell.Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos elctricos y los campos magnticos eran manifestaciones de un solo campo electromagntico. Adems describa la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrndola como una onda electromagntica.2 Con una sola teora consistente que describa estos dos fenmenos antes separados, los fsicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy tiles como la bombilla elctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.3 El xito predicitivo de la teora de Maxwell y la bsqueda de una interpretacin coherente de sus implicaciones, fue lo que llev a Albert Einstein a formular su teora de la relatividad que se apoyaba en algunos resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y Henri Poincar.

En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecnica cuntica, el electromagnetismo tena que mejorar su formulacin con el objetivo de que fuera coherente con la nueva teora. Esto se logr en la dcada de 1940 cuando se complet una teora cuntica electromagntica o mejor conocida como electrodinmica cuntica.

Electrosttica[editar]Artculo principal: Electrosttica

Un electroscopio usado para medir la carga elctrica de un objeto.Cuando hablamos de electrosttica nos referimos a los fenmenos que ocurren debido a una propiedad intrnseca y discreta de la materia, la carga, cuando es estacionaria o no depende del tiempo. La unidad de carga elemental, es decir, la ms pequea observable, es la carga que tiene el electrn.4 Se dice que un cuerpo est cargado elctricamente cuando tiene exceso o falta de electrones en los tomos que lo componen. Por definicin el defecto de electrones se la denomina carga positiva y al exceso carga negativa.5 La relacin entre los dos tipos de carga es de atraccin cuando son diferentes y de repulsin cuando son iguales.

La carga elemental es una unidad muy pequea para clculos prcticos, es por eso que en el sistema internacional a la unidad de carga elctrica, el culombio, se le define como la cantidad de carga de 6,25 x 1018 electrones.4 El movimiento de electrones por un conductor se denomina corriente elctrica y la cantidad de carga elctrica que pasa por unidad de tiempo se la define como intensidad de corriente. Se pueden introducir ms conceptos como el de diferencia de potencial o el de resistencia, que nos conducira ineludiblemente al rea de circuitos elctricos, y todo eso se puede ver con ms detalle en el artculo principal.

El nombre de la unidad de carga se debe a Coulomb quien en 1785 lleg a una relacin matemtica de la fuerza elctrica entre cargas puntuales, que ahora se la conoce como ley de Coulomb:

\vec{F} = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r^2} \vec{e_r}Entre dos cargas puntuales \ q_1 y \ q_2 existe una fuerza de atraccin o repulsin \vec F que vara de acuerdo al cuadrado de la distancia \ r^2 entre ellas y de direccin radial \vec {e_r}; y \varepsilon_0 es una constante conocida como permitividad elctrica.

Las cargas elementales al no encontrarse solas se las debe tratar como una distribucin de ellas. Es por eso que debe implementarse el concepto de campo, definido como una regin del espacio donde existe una magnitud escalar o vectorial dependiente o independiente del tiempo. As el campo elctrico \vec E est definido como la regin del espacio donde actan las fuerzas elctricas. Su intensidad se define como el lmite al que tiende la fuerza de una distribucin de carga sobre una carga positiva que tiende a cero, as:

Campo elctrico de cargas puntuales.\vec E = \lim_{\Delta q \to 0} \frac{\vec F_{\Delta q}}{\Delta q}