Fundamentos de Electromagnetismo: Potencial, Campos y Circuitos Eléctricos

Electricidad y Campo Magnético

1. Potencial Eléctrico

La diferencia de potencial (V_B – V_A) entre dos puntos del espacio es el trabajo necesario para trasladar una carga desde el punto A hasta el punto B. Tomando un punto de referencia (por ejemplo, r = 0 o r = ∞) como origen de potenciales, de forma que en dicho origen V(0) = 0 o V(∞) = 0, se define el potencial en un punto r del espacio como V(r) = V(r) - V(origen).

2. Campos Electromagnéticos

• Una carga estática produce un campo eléctrico.
• Un campo magnético puede ser producido por una carga en movimiento acelerado.
• Un campo electromagnético es la superposición de un campo eléctrico y un campo magnético.
• En la propagación de un campo electromagnético, la intensidad promedio es proporcional al cuadrado de la amplitud del campo eléctrico.

3. Inducción y Flujo Magnético

El flujo magnético que atraviesa un circuito óhmico de resistencia 2 Ω varía a razón de 2 Wb/s. Como consecuencia, se produce en el circuito una corriente eléctrica inducida de intensidad: 1 A.

4. Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas, generalmente producido por una diferencia de potencial. El movimiento de electrones se produce en el sentido de los potenciales crecientes hacia el extremo de mayor potencial.

Corrientes: Alterna, Continua y Conductores

5. Resistencia y Conductores

Un conductor siempre opone resistencia al paso de corriente. Comparando la corriente que circula por dos conductores de distinta resistencia, la intensidad es mayor en el conductor de menor resistencia.

6. Ley de Joule y Conservación de la Energía

Cuando circula corriente por un conductor, parte de la energía eléctrica se transforma en energía calorífica. No hay violación del principio de conservación de la energía, puesto que no se produce su destrucción, sino la conversión de un tipo de energía en otra. Este efecto es descrito por la ley de Joule. La cantidad de energía eléctrica disipada en un circuito con resistencia consiste en una transformación de energía eléctrica en energía calorífica.

7. Medición de Potencial

Realizando una medida de la diferencia de potencial cuando por el circuito no circula corriente, se obtiene: 5 V.

8. Comportamiento en Circuitos

Por un circuito circula corriente. Si se abre el circuito, varía el flujo magnético que lo atraviesa. Como consecuencia, la intensidad de corriente tarda un tiempo en caer a cero.