volver ao índice de fichas

electromagnetismo

1. O fluxo magnético nunha espira é o producto da compoñente do campo magnético perpendicular ao plano da espira pola área pechada por ela. No caso dunha bobina de N espiras e área S de sección recta colocada nun campo magnético B que forma un ángulo θ coa normal á superficie pechada, o fluxo vale:
   

   Φ_B = N.B.S.cosθ

2. Cando varía o fluxo, na espira indúcese unha forza electromotriz dada pola lei de Faraday:
   

   

   O sentido da fem está dada pola lei de Lenz:a fem inducida e a corrente inducida teñen sentidos tales que se opoñen á variación que lles dá orixe.

3. A fem inducida cando varian as compoñentes (por separado) do fluxo son:
   
   • cando B = B(t) → V_e = -dΦ_B/dt = S.cos(ωt).(dB/dt)
   • cando S cambia → V_e = -dΦ_B/dt = B.v.l (sendo B perpendicular a S)
   • cando θ cambia cunha rapidez ω → V_e = -dΦ_B/dt = B.S.ω.sin(ωt)
4. Unha bobina que xira con rapidez angular ω nun campo magnéticoB xerará unha fem alterna dada por V_e = (V_e)_max.sin(ωt). Se mandamos corrente alterna a unha bobina que se atopa nun campo magnético, a bobina se convertirá nun motor.

Síntese electromagnética de J.C. Maxwell

• A interacción entre cargas en repouso, que interpretabamos como consecuencia da existencia dun campo E.
• As experiencias de Oersted, Ampère, etc. demostran unha interacción entre cargas en movemento relativo, que interpretabamos supoñendo a existencia dun campo B creado por unha carga móbil, que exerce a súa acción sobre otras cargas móbiles.
• A inducción magnética demostra que os campos B en movemento relativo respecto a un conductor e os campos B variables co tempo, inducen corrente eléctrica no conductor, é dicir, producen un campo E nese conductor.
• Maxwell pensou que se un campo magnético variable produce un campo eléctrico, un campo magnético podería xerarse non só mediante o movemento das cargas, como demostraron Oersted, Ampère, etc. senón tamén mediante unha variación de E co tempo.

é dicir, as ecuacións de Maxwell establecen que non só todo B variable produce un campo E (segundo a lei de Faraday), senón que tamén todo E variable produce un campo B. Os campos E e B aparecen intimamente asociados e constitúen o que Maxwell chamou o CAMPO ELECTROMAGNÉTICO. A interacción entre cargas interprétase mediante a existencia dun campo electromagnético, de forma que a forza exercida sobre calquera carga ven dada pola ecuación F = q.(E+v×B). Segundo Maxwell vaise producir un campo B se hai un E variable. A partir de aquí Maxwell fixo outra predicción sorprendente: se un B variable crea un E, este debe ser variable. Este E variable, á súa vez, vai crear un campo B, etc. Estes campos variables en interacción, este campo electromagnético, pódese propagar en forma de onda polo espacio vacío, sen necesidade de soporte material. De ahí o nome de onda electromagnética. Como os dous campos son perpendiculares entre si e á dirección de propagación, trátase dunha onda transversal. A teoría de Maxwell predí que unha carga que vibra (ou está acelerada de calquera forma) produce campos E e B variables que se propagan en forma de onda electromagnética (oem).

A velocidade destas ondas ven dada pola relación v = √1/εμ . O resultado obtido é evidentemente a velocidade da luz. é un resultado moi importante que supón a integración da óptica coma unha parte do electromagnetismo. Foi Hertz (1857-94) quen demostrou experimentalmente a existencia das ondas que predixo Maxwell. Actualmente as ondas hertzianas emítense con antenas (dúas variñas conductoras conectadas a un xerador de CA). Debemos observar que o B e o E son perpendiculares entre si e á dirección de propagación, e ademáis están en fase. As variacións son recibidas pola outra antena no instante t = t_o+d/c, onde c é a velocidade da luz.

No 1800 Herschel descubriu que sempre había nos espectros algunha radiación de maior lonxitude de onda xunto ao vermello, chamada infravermella. Despois atopou a UV. Os raios X foron descobertos por Röentgen no 1895. No 1896 Becquerel descubriu a radiactividade e a comenzos do século XX, Rutherford os raios gamma. Todas estas ondas, xunto coas hertzianas constitúen o espectro electromagnético.

Anterior: MAGNETISMO ; Seguinte: RELATIVIDADE