El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos. Estos dos fenómenos se unen en una sola teoría, ideada por Faraday, y se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos, campos magnéticos y sus respectivas fuentes, conocidas como las ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos, es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas cuya descripción matemática son campos vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo estudia los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos.

 Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ,que describen por completo los fenomenos electromagneticos. La gran contribución de Maxwell fue reunir en estas ecuaciones largos años de resultados experimentales, debidos a Coulom ,  Faraday, Ampere y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto.

LAS ECUACIONES DE MAXWELL Y SUS BASES EMPIRICAS

  1. LEY DE GAUSS PARA (campo eléctrico)

    donde q es la carga neta encerrada por la superficie sobre la que se integra (superficie gaussiana), esta ecuación se puede expresar en su forma diferencial de la siguiente manera:

    donde  es densidad volumétrica de carga eléctrica de la superficie gaussiana.

    Estas ecuaciones establecen que el flujo eléctrico total a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta encerrada por la superficie dividida por . Lo que implica con un analisis posterior que las líneas de campo eléctrico se originan en cargas positivas y terminan en cargas negativas (Existen fuentes y sumideros).

  2. LEY DE GAUSS PARA (campo magnético)

    lo que corresponde a:

    Esto implica que el flujo magnético a través de una superficie cerrada es cero, es decir, el número de líneas de campo magnético que entran a la superficie es igual al número de ellas que salen. Esto significa que en la naturaleza NO existen monopolos magnéticos, sólo existen dipolos magnéticos.

  3. LEY DE FARADAY (Inducción Electromagnética)

    La Ley de Faraday explica cómo un flujo campo magnético variable en el tiempo puede inducir en un circuito una corriente eléctrica cuya f.e.m. viene dada por:

    En su forma integral se puede expresar como:

    y en su forma diferencial:

    establece que el rotacional del campo eléctrico inducido por un campo magnético variable es igual a menos la derivada parcial del campo magnético con respecto al tiempo.

  4. LEY GENERALIZADA DE AMPERE – MAXWELL

    Establece la relación entre los campos eléctrico y magnético, con corrientes eléctricas. Establece finalmente la relación simétrica de la inducción, es decir, la forma como un campo eléctrico variable puede generar un campo magnético y como consecuencia, una corriente eléctrica en un circuito. En su forma integral se expresa como:

    En el segundo elemento de esta igualdad, el primer factor representa la corriente de conducción, mientras que el segundo factor representa la corriente de desplazamiento. Esto nos indica que toda variación de Flujo eléctrico implica una corriente de desplazamiento.  representa aquí la densidad de corriente de conducción.

    Luego de algunas reducciones, se puede expresar esta ley en su forma diferencial:

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