1. Síntesis electromagnética de Maxwell

El descubrimiento de Oersted relacionó el campo magnético con las corrientes que lo crean. La ley de Faraday-Lenz muestra cómo una variación del campo magnético genera campo eléctrico .

Imagen 2. Fergus of Greenock. Dominio público.

James C. Maxwell (1837-1879) intuyó que si un campo magnético variable en el tiempo lleva asociado un campo eléctrico inducido, un campo eléctrico variable debía inducir un campo magnético. En una labor muy importante, sintetizó todas las leyes básicas de la electricidad y el magnetismo en cuatro ecuaciones, que se conocen bajo el nombre de ecuaciones de Maxwell y en 1873 publicó Treatise on Electricity and Magnetism, donde estableció su teoría electromagnética.

Entre otras aportaciones de su teoría electromagnética, Maxwell señaló que la oscilación de una carga eléctrica crea un campo eléctrico variable y éste a su vez un campo magnético que varia al unísono. El campo electromagnético que se produce se radia al exterior, propagándose con velocidad constante. Este campo físico podemos desdoblarlo en dos vectores, y , perpendiculares entre si y a su vez perpendiculares a la dirección de propagación.

Como Maxwell no confirmó experimentalmente su predicción teórica de la existencia de las ondas electromagnéticas, esta teoría no llamó mucho la atención de los científicos hasta que Heinrich Hertz comprobó en 1888 que realmente dichas ondas existen.

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Ecuaciones de Maxwell:

Son cuatro las ecuaciones de Maxwell o ecuaciones del campo electromagnético que representan de forma matemática las leyes de Coulomb, Biot y Savart, Ampere y Faraday-Henry

 

1ª ecuación: Ley de Gauss para el campo eléctrico.

Describe el flujo del vector intensidad de campo a través de una superficie. Permite describir cómo las líneas de campo se dirigen hacia las cargas negativas o salen de las positivas. Su fundamento experimental es la ley de Coulomb.

 

2ª ecuación: Ley de Gauss para el campo magnético.


Describe el flujo del vector inducción magnética a través de una superficie cerrada. Corresponde a la evidencia experimental de que las líneas del campo magnético no divergen ni convergen en ningún punto del espacio, es decir, no existen polos magnéticos aislados.

 

3ª ecuación:Ley de Faraday-Henry.

Es la generación de un campo eléctrico por un campo magnético variable. Su fundamento experimental es el fenómeno de la inducción magnética.

 

4ªecuación:  Ley de Ampère-Maxwell.

Establece la relación cuantitativa entre el campo magnético y las corrientes que lo producen. Maxwell la amplió de modo que recogiera también la producción del campo magnético por un campo eléctrico variable.


Las cuatro ecuaciones de Maxwell no sólo permiten deducir todas las leyes de la electricidad y del magnetismo conocidas, sino que además predicen hechos nuevos. De las ecuaciones de Maxwell se desprende la existencia de las ondas electromagnéticas.

AV - Pregunta Verdadero-Falso


Las ecuaciones de Maxwell son la base teórica del electromagnetismo.

Verdadero Falso