campo electrico y magnetico...
PUNTO DE VISTA ADOPTADO:
Una carga móvil crea en el espacio que le rodea un campo magnético (experiencia de Oersted). Para nuestra determinación del campo magnético, consideramos la observación opuesta, es decir, que "un campo magnético ejerce una fuerza sobre una carga que se mueve a través de él".
Por lo tanto, decimos que en un punto del espacio existe un campo magnético si, además de la fuerza electrostática, se ejerce una fuerza sobre una carga móvil que pasa por dicho punto.
El campo magnético es una magnitud vectorial y, por lo tanto, hay que definir su módulo, dirección y sentido.
= campo magnético, inducción magnética o densidad de flujo magnético.
La determinación de la hacemos experimentalmente a partir de un tubo de rayos catódicos que consta de:
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Cañón electrónico, que lanza electrones con una velocidad controlable.
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Pantalla fluorescente, que señala la incidencia del haz de electrones.
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Observaciones:
1º Si el haz de electrones se desvía, existe un campo magnético
2º Se define como dirección de
Supongamos que esto ocurre cuando, en la figura,
tiene la dirección del eje OZ, siendo, por tanto, ésta la dirección de
3º Cuando la velocidad de la carga móvil es perpendicular al campo magnético, la fuerza que actúa sobre la carga es perpendicular a
4º Consideremos que emitimos iones positivos a una velocidad
Se observa que la fuerza
que actúa sobre la carga, +q, móvil, es perpendicular a
.
Se define módulo de
", es decir
5º La fuerza ejercida sobre una carga positiva es opuesta a la ejercida sobre una negativa para valores fijos de
Dado que el sentido de
donde q viene afectado de su signo".
Del mismo modo que el campo eléctrico E puede representarse mediante líneas de campo eléctrico, también el campo magnético B puede ser respresentado mediante líneas de campo magnético. En ambos casos, la dirección del campo viene indicada por la dirección de la líneas de campo, y la magnitud del campo por su densidad. Existen, sin embargo, dos importantes diferencias entre líneas del campo eléctrico y líneas de campo magnético:
-
Las líneas de campo eléctrico poseen la dirección de la fuerza eléctrica sobre la carga positiva, mientras que las líneas de campo magnético son perpendiculares a la fuerza magnética sobre una carga móvil.
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Las líneas de campo eléctrico comienzan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas; las líneas de campo magnético forman circuitos cerrados. Con los polos magnéticos aislados aparentemente no existen, no hay puntos en el espacio donde las líneas de campo magnético comiencen o terminen.
Vamos a ver un par de figuras donde se muestran las líneas de campo, tanto fuera como dentro de una barra imanada:
En la primera figura, vemos las líneas de campo magnético dentro y fuera de una barra magnética. Las líneas emergerían del polo norte y entrarían en el polo sur, pero carecen de principio y fin. En su lugar forman circuitos cerrados.
En esta segunda figura, vemos las líneas de campo magnético que son exteriores a una barra imanada, visualizadas por limaduras de hierro.
DIFERENCIAS FÍSICAS:
El campo eléctrico se crea o se genera por las cargas eléctricas. Siempre que exista una carga eléctrica, tanto positiva como negativa, se creará un campo eléctrico, tanto si la carga está en reposo como en movimiento. Otra forma de creación del campo eléctrico es la variación en el tiempo del campo magnético (una de las ecuaciones de Maxwell). Por lo tanto tenemos que siempre que halla cargas eléctricas o variación del campo magnético con el tiempo, tendremos campo eléctrico. El campo magnético se crea con el movimiento de las cargas eléctricas o con la variación con el tiempo del campo eléctrico (para ser más preciso, es la variación del vector desplazamiento, pero si estamos en el vacio solo se diferencian por una constante). Una carga en movimiento genera un campo magnético (lo mismo una corriente ya que no es más que cargas en movimiento).
DIFERENCIAS MATEMÁTICAS:
Si estamos en una teoría no relativista, el campo eléctrico es un campo vectorial, es decir, es una aplicación lineal de R^3 sobre R^3, es decir, das tres números reales y te devuelve tres números reales. Es lo que comunmente se conoce como vector. En cambio el campo magnético no es un vector, es un pseudovector. La diferencia está en que dicho pseudovector no rota como un vector, pero por lo demás, cumple lo mismo que un vector.
Si entramos en una teoría relativista, las cosas cambian un poco más. Ni el campo eléctrico ni el magnético son vectores, son las COMPONENTES DE UN TENSOR, en particular, el tensor de Faraday o electromagnético. Un tensor es una aplicación multilineal de los vectores y/o vectores duales sobre los reales. Para que lo entiendas mejor, es una generalización o extensión de los vectores. Un tensor de orden cero es un escalar, un tensor de orden 1 es un vector, un tensor de orden 2 es un tensor de orden 2 y así sucesivamente.
Pero también podemos complicarnos un poco y entrar en el ÁLGEBRA DE CLIFFORD. En dicha álgebra no existen los vectores tal y como se conocen en el análisis vectorial, por lo tanto el campo eléctrico no es un vector y el magnético tampoco. El álgebra de Clifford tiene una particularidad curiosa. Si hacemos el producto Clifford de dos objetos equivalentes a vectores en el algebra ordinaria, obtenemos directamente el producto escalar y el vectorial, cosa que con los vectores son dos cosas diferentes. Si te interesa saber algo más sobre el álgebra de Clifford, te diré que directamente de ella salen los cuaterniones de Hamilton y como consecuencia lógica, los números complejos. Es decir, los números complejos no son más que la subálgebra pareja de Clifford (se demuestran que son isomorfos)
