Radiacion eletromagnetica: Campo electrico Definicion de campo electrico: El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico esta dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa. La presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza. El campo eléctrico se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico, definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta una carga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva). Ecuacion : E=F / q ; donde E y F son vectores. 2) Propiedades de las cargas electricas: La carga se conserva La carga esta cuantizada. Existen dos tipos de carga en la naturaleza positivas y negativas Carga electrica es todo cuerpo que esta electrizado. Se denomina carga puntual al cuerpo electrico sin dimensiones. Existen dos clases de cargas: las positivas las cuales son portadoras de protones; y las negativas portadoras de electrones . Las cargas de mismo signo se repelen pero las de signo contrario se atraen. -Principio de conservación de la carga En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva. En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea La carga se conserva. En la electrizacion la carga se transmite de unos cuerpos a otros, la carga total permanece constante. Las particulas que pasan siempre de unos cuerpos a otros son los electrones. -Invariante relativista. Otra propiedad de la carga eléctrica es que es un invariante relativista. Eso quiere decir que todos los observadores, sin importar su estado de movimiento y su velocidad, podrán siempre medir la misma cantidad de carga. Así, a diferencia del espacio, el tiempo, la energía o el momento lineal, cuando un cuerpo o partícula se mueve a velocidades comparables con la velocidad de la luz, el valor de su carga no variará. 3) ley de coulomb: La ley de Coulomb puede expresarse como: La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario. La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas. Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. F= 𝑘.𝑞.𝑞` 𝑟2 k= 9X109 N.𝑀2 .𝐶 −2 ; 1 4𝜋𝜀˳ k= ; ε=8,85X10−2 4) Lineas de campo magnetico: Las fuerzas características de los imanes se denominan fuerzas magnéticas. El desarrollo de la física amplió el tipo de objetos que sufren y ejercen fuerzas magnéticas. Las corrientes eléctricas y, en general, las cargas en movimiento se comportan como imanes, es decir, producen campos magnéticos. Siendo las cargas móviles las últimas en llegar al panorama del magnetismo han permitido, sin embargo, explicar el comportamiento de los imanes, esos primeros objetos magnéticos conocidos desde la antigüedad. Las líneas de campo magnético revelan la forma del campo. Las líneas de campo magnético se extienden a partir de un polo, rodean al imán y regresan al otro polo. La dirección del campo fuera del imán va del polo norte al polo sur. La intensidad de campo es mayor donde las líneas están más próximas entre si. Se puede comprobar que la intensidad de campo magnético es mayor en los polos. Si colocamos otro imán o una brújula pequeña en cualquier punto del campo, sus polos tenderán a alinearse con el campo magnético. Una carga eléctrica en movimiento o una corriente eléctrica produce un campo magnético. Si cogemos un alambre por el que pasa corriente. El campo magnético que genera la corriente genera un patrón de círculos concéntricos en torno al alambre. Si se invierte el sentido de la corriente las líneas del campo magnético también se invierten. Las líneas de campo convergen donde la fuerza magnética es mayor y se separan donde es más débil. Por ejemplo, en una barra imantada compacta o "dipolo", las líneas de campo se separan a partir de un polo y convergen en el otro y la fuerza magnética es mayor cerca de los polos donde se reúnen. El comportamiento de las líneas en el campo magnético terrestre es muy similar. Las líneas de campo magnético son una forma de representar este campo magnético. Los campos magnéticos pueden ser generados por imanes o por corrientes eléctricas. Las líneas nos indican lo fuerte que es el campo y hasta donde llega su acción. Cuanto más juntas estén más fuerte es el campo magnético y la superficie que ocupen estas líneas es la zona donde hay campo magnético (donde habría atracción magnética hacia los metales). Las líneas son imaginarias, pero se usan para representar el campo generado. Campo magnetico 5) Definicon de campo magnetico: Esta idea alude al sector del espacio sobre el cual tiene incidencia un elemento magnético. También se le dice campo magnético a la magnitud expresada en amperios/metros que refleja qué tan intensa es una fuerza magnética. Un punto de un campo magnético puede especificarse a partir de la magnitud y la dirección de una carga. Por eso se trata de un campo vectorial. El término se usa para dos campos distintos pero estrechamente relacionados, indicados por los símbolos B y H, donde, en el Sistema Internacional de Unidades, H se mide en unidades de amperios por metro y B se mide en teslas o newtons por metro por amperio. En un vacío, B y H son lo mismo aparte de las unidades; pero en un material con magnetización (denotado por el símbolo M), B es solenoidal (no tiene divergencia en su dependencia espacial) mientras que H es no rotacional (libre de ondulaciones). Los campos magnéticos se producen por cualquier carga eléctrica producida por los electronesen movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos. 6) ley de Faraday: La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que la tensión inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde. 7) Fuerza electromotriz inducida ( FEM) : La fuerza electromotriz o voltaje inducido (representado fem, FEM o ) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electrostático conservativo Ecs cuya circulación, define el voltaje inducido del generador. 8) Potencial electrico: Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que un campo electrostático tiene que llevar a cabo para movilizar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial eléctrico. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. Aritméticamente se expresa como el cociente: V=W / q ; donde: W= trabajo; q= carga El potencial eléctrico solo se puede definir unívocamente para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. 9) Diferencia de potencial: Considérese una carga de prueba positiva q0 en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, la diferencia de potencial eléctrico se define como: El trabajo WAB puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial eléctrico en B será respectivamente mayor, menor o igual que el potencial eléctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 joule/coulomb. Aplicando esta definición a la teoría de circuitos y desde un punto de vista más intuitivo, se puede decir que el potencial eléctrico en un punto de un circuito representa la energía que posee cada unidad de carga al paso por dicho punto. Campo electromagnetico 10) Generacion de ondas electromagneticas: Si la particula tiene un componente electrico, pero tambien uno magnetico, y tenemos generada una radiacion electromagnetica, con suonda electromagnetica. 1- Un generador de alta frecuencia (G.A.F) produce oscilaciones electromagnéticas en un radiador (antena emisora), el cual emite al espacio ondas electromagnéticas de alta frecuencia, capaces de propagarse por el espacio hasta grandes distancias del emisor. 2- Durante el proceso de generación de las ondas electromagnéticas, a estas se les incorpora la información de transmitir mediante un proceso denominado modulación, que consiste en superponer a las oscilaciones de alta frecuencia, oscilaciones de bajas frecuencia para obtener oscilaciones resultantes, denominadas moduladas. 3- En la antena, las oscilaciones moduladas de alta frecuencia provocan la generación de ondas electromagnéticas también moduladas, que son las portadoras de la información. 4- Al llegar las ondas portadoras moduladas a una antena receptora, provocan en esta oscilaciones forzadas de alta frecuencia modulada. 5- En el receptor se separan las oscilaciones de baja frecuencia de las oscilaciones de alta frecuencia. Este proceso se denomina demodulación o detección. 6- El resultado de la detección es una señal que se convierte en sonido, imagen o ambas. 11) Propiedades de las ondas electromagneticas: Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. Difracción[editar] La difracción es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga. Superposición e interferencia[editar] La interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor o menor amplitud. El efecto de interferencia puede ser observado en cualquier tipo de ondas, como luz, radio, sonido, ondas en la superficie del agua, etc. Puede producir aleatoriamente aumento, disminución o neutralización del movimiento. Thomas Young fue quien descubrio el fenomeno de la interferencia.
