Electromagnetismo
Se denomina electromagnetismo a la disciplina científica que estudia las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia y en especial las relaciones que se establecen entre ellas.
Variables y Magnitudes
Los fenómenos electromagnéticos son producidos por cargas eléctricas en movimiento. La carga eléctrica, así como la masa, es una calidad intrínseca de la materia y presenta la particularidad de existir en dos variedades, convencionalmente denominadas positiva y negativa.
La unidad elemental de carga es el electrón, partícula atómica de signo negativo, más allá que su magnitud no resulte en entidad suficiente para cálculos macroscópicos normales. Como unidad usual de carga se usa entonces el Coulomb; el valor de la carga de un electrón equivale a 1,60 x 10-19 coulombs.
Dos cargas eléctricas de mismo signo se repelen y cuando son de signos contrarios se atraen. La fuerza de estas interacciones y directamente proporcional a su cantidad de carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Para explicar la existencia de esas fuerzas, se adoptó la noción de campo eléctrico creado en torno de una carga, de modo que la fuerza eléctrica que va a actuar sobre otra carga distanciada de la primera corresponde al producto de la cantidad de carga de esta primera, por una magnitud llamada intensidad de campo eléctrico.
La energía que este campo transmite a la unidad de carga, se llama potencial eléctrico y se mide en volts.
Una de las variables magnéticas fundamentales es la inducción magnética, íntimamente relacionada con la intensidad del campo magnético. La inducción representa la forma magnética ejercida sobre un cuerpo por unidad de carga eléctrica y de velocidad. La unidad de inducción magnética es el Tesla, que equivale a un Weber por metro cuadrado.
El Weber es una medida de flujo magnético (magnitud que refleja la densidad de los campos magnéticos). Tanto la intensidad de campo eléctrico y magnético, cuanto la inducción magnética, presenta un carácter vectorial y por consiguiente, para describirlas adecuadamente se deben definir, para cada una, su magnitud, dirección y sentido.
Por correlacionar la electricidad y el magnetismo, adquirió función especial en el campo de la física, la noción de corriente eléctrica, entendida como la circulación de cargas libres a lo largo de un material conductor.
Su magnitud es determinada por la intensidad de la corriente, que es la cantidad de cargas eléctricas libres que circulan por el conductor en un tiempo determinado.
Se llama Ampere a la unidad de intensidad de corriente resultante del pasaje entre un conductor de un Coulomb de carga durante un segundo. Esa unidad se tornó la más importante desde el punto vista electromagnético, llevando al sistema internacional de unidades a tener la notación MKSA: metro, kilogramo, segundo, ampere.
Inducción Electromagnética
En el pasar del siglo XIX, las experiencias de Örsted y Ampere demostraron la influencia que las corrientes eléctricas ejercen sobre los materiales imantados, en cuanto Faraday y Joseph Henry determinaron la naturaleza de las corrientes eléctricas inducidas por campos magnéticos variables en el espacio.
Los resultados de sus investigaciones, fundamento de la inducción electromagnética, constituyen la base del electromagnetismo. Otros postulados enuncian la existencia de dos polos eléctricos, positivo y negativo, independientes y separados y de dos polos magnéticos inseparables de nombres diferentes (norte y sur)
Ampere, estimulado por los descubrimientos de Örsted, profundizó en la investigación de las fuerzas electromagnéticas provocadas en las proximidades de una corriente eléctrica y demostró que esos impulsos se incrementan en razón directa de la corriente y en la razón inversa de la distancia al hilo por la cual ella circula.
Comprobó además de esto, que las fuerzas inducidas están en gran medida condicionadas por la orientación del hilo conductor.
Al aproximar un imán de una pila eléctrica, se observa una variación en su fuerza electromotriz, que es la medida de la energía provista a partir de cada unidad de carga eléctrica en ella contenida.
Esa alteración es interrumpida cuando se inmoviliza el imán y adquiere signo contrario cuando este es alejado. Se deduce de allí, que los campos magnéticos producen corrientes eléctricas en un circuito y que el sentido de su flujo tiende a compensar la perturbación exterior, con la inducción simultánea de un campo magnético opuesto al inicial.
Análogamente, una corriente eléctrica que circula en un conductor genera un campo magnético asociado que, como efecto derivado, induce en el conductor una corriente de sentido contrario al de la inicial.
Ese fenómeno es conocido como auto-inducción, es la relación entre el campo magnético y la intensidad de la corriente inducida por el provista por un coeficiente denominado inductancia, que depende de las características físicas y geométricas del material conductor.
La unidad de medida de inducción es el Henry, definido como la magnitud generada entre dos circuitos dispuestos de forma tal que cuando en uno de ellos la intensidad varía en un ampere por segundo, será inducida en el otro una fuerza electromotriz de 1 volt.
