Ensayo; Ecuaciones de Maxwell

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Amairani Ximena Martiarena Vera

Física III

5EM1

Ensayo; Ecuaciones de Maxwell

Durante el transcurso de este ensayo se dará a conocer información sobre las ecuaciones de Maxwell, las cuales básicamente son modelos descriptivos y predictivos de los fenómenos electromagnéticos.

Con anterioridad se sabe que el electromagnetismo es una rama de la física que estudia las interacciones entre las partículas con campos eléctricos y magnéticos, por ejemplo, la luz, es una de las fuerzas más conocidas del mundo.

Estas ecuaciones describen los fenómenos electromagnéticos (la luz, la electricidad y el magnetismo) puestas en un mismo fenómeno. Estas mismas fueron ideadas en 1865 por el matemático científico escocés James Clerk Maxwell, quien es uno de los grandes científicos de la historia, donde introdujo el concepto de las ondas electromagnéticas, que permiten una descripción de la interacción entre la electricidad y el magnetismo. Aparte de tener relaciones entre los primeros trabajos de científicos como los realizados por Hans Christian Orsted, Michael Faraday y André-Marie Ampere.

El primero, Orsted, había notado en 1820 que la aguja magnetizada de una brújula cambiaba su dirección cuando en su cercanía se inducia una corriente eléctrica activada por el prendido y apagado de un circuito eléctrico.

Ampere supo del descubrimiento de Orsted, y formulo una teoría magnética que describía el proceso. El consideró que una corriente eléctrica podía generar un campo magnético, y que alternando el prendido y apagado de la corriente significaba que cambiaba el campo magnético. Mientras tanto Faraday trabajó en la idea contraria, que un campo magnético cambiante podía causar un flujo de corriente eléctrica, que es un generador de electricidad esencialmente similar a los usados hoy en día en las estaciones generadas de luz.

Aquí es donde Maxwell formalizó y extendió el trabajo de Ampere y de Faraday, combinando sus descubrimientos en el conjunto de ecuaciones interrelacionadas, que básicamente son escritas de la siguiente forma:  

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Originalmente eran 20 ecuaciones pero en 1884, O.Heaviside y W.Gibbs, las agruparon en cuatro y las convirtieron en ecuaciones diferenciales vectoriales, pero dejo por fuera un término que es fundamental para el estudio electromagnético, donde el mismo se encuentra englobado por la fuerza de Lorentz la cual viene siendo suficiente junto con las ecuaciones son suficientes para hacer el estudio de cualquier fenómeno electromagnético. Se consideran el segundo punto de gran unificación de la física siendo el primero la creación de la física newtoniana, donde gracias a las ecuaciones fueron posibles los trabajos de Albert Einstein, Nikola Tesla y Thomas Alva Edison.

La interpretación de estas ecuaciones ayuda a explicar muchos de los fenómenos electromagnéticos que suceden a nuestro alrededor, Maxwell introdujo conceptos como corriente y campo de desplazamiento de forma que unifica los campos magnéticos y los campos eléctricos como ya se mencionó, en un concepto único “campo magnético”

 El espacio está lleno de campo electromagnético que no se puede ver, donde las cargas e imanes pueden influirse, atrayéndose o repeliéndose, este campo nos dice la dirección y que tan fuerte va a ser empujada una carga, y el magnético nos dice hacia donde y que tan fuerte va a ser orientado un imán.  

La primera ecuación de Maxwell

“La   divergencia   del   campo eléctrico es igual a la densidad   de   carga dividida entre εo."[pic 4]

La Divergencia es una medida matemática de cuanto de algo viene de alguna parte. La divergencia (que se expresa como un triángulo invertido – Nabla – y un punto en la ecuación) del campo eléctrico E, indica cuanto campo eléctrico está   viniendo   de   algún   lugar.   Y   es   igual   a   la   densidad   de   carga   eléctrica (símbolo griego  ρ, "rho") en el mismo lugar, dividida por el número  εo.

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