Principios de Física: Leyes y Conceptos Clave

Leyes y Conceptos Clave de la Física

Ley Joule: Una diferencia de potencial aplicada entre dos puntos de un material, provoca la aparición de una corriente. La intensidad de la corriente que se produce es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada, a través de una característica del material que es su resistencia eléctrica.

1ª Ley de Kirchhoff: Ley de los nudos o de las corrientes, LKC

Conservación de la carga eléctrica: La suma de las intensidades que llegan a un nudo es igual a la suma de las que salen de él. Enunciado alternativo: La suma algebraica de las corrientes en un nudo es nula.

2ª Ley de Kirchhoff: Ley de las mallas o de los potenciales, LKV

En una malla, la suma algebraica de las fem es igual a la suma de las caídas de potencial. Enunciado alternativo: Recorriendo una malla, la suma algebraica de las caídas de potencial es nula.

Ley de Biot y Savart

Proporciona el método para calcular el campo magnético que crea un elemento de corriente en un punto. Esta ley nos permite generar campos magnéticos con la geometría que deseemos “sin más” que integrar la ecuación anterior sobre la geometría de la corriente.

Gauss campo mag (2ª ecuación de Maxwell)

El campo magnético no tiene fuentes ni sumideros. El flujo del campo magnético a través de una superficie cerrada es siempre cero.

Ley Ampere (3ª ecuación de Maxwell)

La circulación del campo magnético sobre una trayectoria cerrada es igual a la corriente neta que atraviesa una superficie cualquiera delimitada por dicha trayectoria, multiplicada por m0.

Ley Faraday (4ª ecuación de Maxwell)

La variación en el tiempo del flujo magnético a través de la superficie encerrada por un contorno C, causa la aparición de una fuerza electromotriz en éste.

Ley de Lenz

Para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico por un conductor con la propiedad de variar el flujo magnético, y afirma que las tensiones o voltajes aplicadas a un conductor, generan una F.E.M (fuerza electromotriz) que se opone al paso de la corriente que la produce.

Ejemplo anillo e imán: La figura izquierda muestra cómo el imán se acerca a la espira con su cara norte, de forma que el flujo magnético a través de ella está aumentando.

En la espira se genera una corriente en el sentido contrario a las agujas del reloj (visto desde el imán), ya que esto hace que la espira presente al imán una “cara norte”, y se produzca una fuerza de repulsión entre ambos.

Ley de Snell

Una onda que incide sobre una superficie de separación entre dos medios sufre una reflexión, pero también puede penetrar en el segundo medio, sufriendo una refracción. La velocidad de propagación de la radiación en ambos medios será, en general, diferente. La ley rige la geometría de los rayos incidente y refractado cuando se pasa de un medio 1 a un medio 2.

Principios básicos de la propagación de ondas

Principio de Fermat: Establece que, cuando un rayo de luz viaja entre dos puntos, lo hace siguiendo el recorrido en el que se invierte el mínimo tiempo. Por tanto, en un medio homogéneo, las trayectorias serán líneas rectas. Principio de Huygens: Todos los puntos de un frente de ondas se comportan como nuevas fuentes puntuales de generación de ondas. Después, la nueva posición del frente de ondas se obtiene como la superficie tangente a estas nuevas ondas.