Leyes fundamentales del electromagnetismo: Ampère, Faraday, Gauss, Lenz, Coulomb y Oersted

Ley de Ampère

Ampère: "La circulación de un campo magnético a lo largo de una línea cerrada es igual al producto de μ₀ por la intensidad neta que atraviesa el área limitada por la trayectoria".

La ley de Ampère es general, y para su aplicación hay que considerar el sentido de la circulación; así, en el caso de la figura, resultaría teniendo en cuenta el sentido de la circulación dado a L. La ley de Ampère es práctica si las líneas de campo son circulares o bien si el campo es aproximadamente uniforme.

Aplicaciones

• Estudio del campo magnético producido por una corriente que pasa a lo largo de un cilindro recto de longitud infinita.
• Campo magnético producido por una bobina toroidal.

Ley de Lenz

Ley de Lenz: Nos dice que las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.

La polaridad de una fuerza electromotriz inducida es tal que tiende a producir una corriente cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.

Flujo magnético

El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

Φ = B · A = B A cos(θ)

Ley de Faraday

Ley de Faraday: Establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.

Matemáticamente, la fuerza electromotriz inducida es igual al negativo de la derivada temporal del flujo magnético: E = -dΦ/dt. El signo negativo refleja la ley de Lenz, que indica la dirección de la corriente inducida.

Ley de Gauss

Ley de Gauss: Relaciona el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada y la carga eléctrica encerrada en esta superficie. De esta misma forma, también relaciona la divergencia del campo eléctrico con la densidad de carga.

Experimento de Oersted

Experimento de Oersted: Gracias a este experimento se estableció el principio básico que permitió el desarrollo de los motores eléctricos. Oersted observó que una corriente eléctrica produce un campo magnético capaz de desviar una aguja magnética próxima.

Ley de Coulomb

Ley de Coulomb: La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

La ley de Coulomb es válida solo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación, cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que se la denomina fuerza electrostática.