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campos eléctricos y magnéticos
Campos eléctricos
tienen su origen en diferencias de voltaje: entre más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo que resulta
Fuentes naturales de campos electromagnéticos
En el medio en que vivimos, hay campos electromagnéticos por todas partes, pero son invisibles para el ojo humano. Se producen campos eléctricos por la acumulación de cargas eléctricas en determinadas zonas de la atmósfera por efecto de las tormentas.
Fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre
La electricidad que surge de cualquier toma de corriente lleva asociados campos electromagnéticos de frecuencia baja. Además, diversos tipos de ondas de radio de frecuencia más alta se utilizan para transmitir información, ya sea por medio de antenas de televisión, estaciones de radio o estaciones base de telefonía móvil.
Unidades del campo eléctrico
Los campos eléctricos no son medibles directamente, con ningún tipo de aparato. Pero sí es posible observar su efecto sobre una carga ubicada en sus inmediaciones, es decir, sí es posible medir la fuerza que actua sobre la carga (intensidad). Para ello se emplean newton/coulomb (N/C).
Fórmula del campo eléctrico
La ecuación que relaciona un campo eléctrico E con la fuerza que ejerce sobre una carga q está dada por la siguiente ecuación:
F = qE
Donde F es la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga eléctrica q introducida en el campo con una intensidad E. Notemos que tanto F como E son magnitudes vectoriales, dotadas de sentido y dirección.
A partir de allí, es posible avanzar matemáticamente al incorporar la Ley de Coulomb, obteniendo que E = F/q = 1/4πϵ0 = (qi/r2).ȓi, donde ȓi son los vectores unitarios que marcan la dirección de la recta que une cada carga qi con cada carga q.
Campos magnéticos
Un campo magnético es la representación matemática del modo en que las fuerzas magnéticas se distribuyen en el espacio que circunda a una fuente magnética. Esta fuente puede ser un imán, una carga en movimiento o una corriente eléctrica (muchas cargas en movimiento
Tipos de campo magnético
Los campos magnéticos se pueden clasificar de acuerdo a su fuente de creación:
Campos magnéticos provenientes de un imán. Los imanes son materiales que tienen la particularidad de poseer un campo magnético permanente, creado por lo que en física se conoce como el spin de los electrones (puede entenderse pensándolo como un giro sobre sí mismos). Por otro lado, hay metales que pueden “convertirse” en imanes cuando son magnetizados por medio de un campo magnético externo.
Campos magnéticos provenientes de corriente. Toda carga en movimiento produce un campo magnético. Por eso, una corriente eléctrica también produce un campo magnético.
Origen de un campo magnético
Para que exista un campo magnético debe existir una fuente de energía magnética (como un imán), una carga en movimiento o una corriente eléctrica. Estos elementos son los únicos capaces de crear un campo magnético y los únicos que pueden ser afectados por él.
Una carga eléctrica (como un electrón moviéndose en el espacio) genera a su alrededor un campo magnético que ejercerá una fuerza sobre otra carga en movimiento. Lo mismo sucede con las corrientes eléctricas.
El caso de los imanes es particular porque no hay cargas en movimiento involucradas, sino que estos materiales generan un campo magnético debido a ciertos fenómenos microscópicos de cierta complejidad.
Según lo describen la Ley de Ampère y las ecuaciones de Maxwell, campos magnéticos y campos eléctricos suelen existir juntos en la naturaleza. Ciertos cambios en el tiempo de un campo magnético producen campos eléctricos. Un buen ejemplo de la coexistencia de estos dos campos son las radiaciones electromagnéticas, como la luz.
La presencia de campos magnéticos puede comprobarse empleando un aparato conocido como magnetómetro.
Dirección de un campo magnético
La dirección de un campo magnético se puede describir empleando líneas o vectores, encargados de señalar la dirección hacia donde apuntan las fuerzas magnéticas.
