Conceptos Fundamentales de Electromagnetismo: Leyes y Principios Clave

Este documento recopila y define los conceptos fundamentales del electromagnetismo, abarcando desde las interacciones entre cargas eléctricas hasta los principios de inducción y las leyes que rigen los campos magnéticos y eléctricos.

Ley de Coulomb

“Dos cargas eléctricas del mismo signo se repelen, o de signo diferente se atraen, con una fuerza directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.”

Principio de Superposición (para Fuerzas)

“La interacción de dos cargas eléctricas es independiente de la presencia de una tercera.” La fuerza que ejerce un sistema de cargas sobre una carga dada es la suma de las fuerzas que ejerce cada una de las cargas del sistema sobre dicha carga por separado.

Campo Eléctrico

El campo eléctrico en un punto cualquiera de la región del espacio que rodea a una carga es una magnitud física de carácter vectorial, cuya dirección es la recta que une la carga que crea el campo con el punto, con sentido hacia la carga si es negativa y hacia fuera si es positiva, y cuyo módulo es la Intensidad del Campo Eléctrico en un Punto, que es la fuerza que ejerce la carga que crea el campo sobre la unidad de carga positiva colocada sobre dicho punto.

Principio de Superposición (para Campos Eléctricos)

“El campo en un punto debido a un sistema de cargas eléctricas es la suma de los campos eléctricos que crean en dicho punto cada una de las cargas del sistema por separado.”

Potencial Eléctrico

Energía potencial por unidad de carga en dicho punto. Si es debido a una carga puntual, se define como el trabajo necesario para trasladar la unidad de carga positiva desde dicho punto hasta el infinito. Su unidad en el SI es el voltio (V).

Principio de Superposición (para Potenciales Eléctricos)

“El potencial eléctrico en un punto debido a un sistema de cargas es la suma de los potenciales eléctricos que crean en dicho punto cada una de las cargas del sistema por separado.”

Diferencia de Potencial

Trabajo necesario para trasladar la unidad de carga positiva de un punto a otro.

Inducción del Campo Magnético en un Punto

Fuerza que ejerce el campo sobre la unidad de carga que se mueve con una velocidad unitaria con una dirección perpendicular al campo y a la fuerza. Su unidad en el SI es el tesla (T).

Solenoides

Bobina cuya longitud es mucho mayor que el radio del arrollamiento. Su campo magnético en el interior es uniforme y las líneas de inducción se dibujan paralelas entre sí.

Principio de Superposición del Campo Magnético en un Punto

“El campo magnético en un punto debido a diferentes fuentes magnéticas es la suma de los campos que crea en cada punto por separado.”

Ley de Lorentz o Interacción entre Campos Magnéticos

Fuerza que ejerce un campo magnético sobre una carga móvil.

Ciclotrón

Son dos cajas en forma de 'D' que están dentro de un campo magnético uniforme vertical. Entre las 'D' hay un campo eléctrico alterno, cuya frecuencia coincide con la mitad de la frecuencia del movimiento circular uniforme que describe la carga eléctrica dentro de las 'D'.

Ley de Laplace

Fuerza ejercida por un campo magnético uniforme sobre un hilo de corriente.

Amperio

“Es la corriente que circula por dos conductores paralelos e indefinidos separados por una distancia de 1 metro, que en el vacío produce sobre cada conductor una fuerza de 2•10^-7 N/m de longitud del conductor.”

Inducción Electromagnética

Fue creada por primera vez por Faraday y Henry en 1832 y consiste en la producción de corrientes eléctricas a partir de ciertas condiciones que debía cumplir el campo magnético.

Experiencia de Faraday

Mover un imán en las proximidades de una espira conectada a un amperímetro o galvanómetro que indica el paso de corriente.

Experiencia de Henry

Mover un conductor cuyos terminales se unen a un galvanómetro perpendicularmente a un campo magnético uniforme. Mientras dura el movimiento del conductor, se induce una corriente eléctrica, o bien una diferencia de potencial entre sus extremos.

Ley de Lenz

Establece cómo determinar el sentido de las corrientes inducidas. “El sentido de las corrientes inducidas es tal que por sus efectos magnéticos se oponen a la causa que las crea.”