¿Que es un campo electromagnético y cual es el campo magnético de la tierra? - 10 de Marzo 2012 - Blog

Fijado un sistema de referencia podemos descomponer convencionalmente el campo electromagnético en una parte eléctrica y en una parte magnética. Sin embargo, un observador en movimiento relativo respecto a ese sistema de referencia medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes, lo cual ilustra la relatividad de lo que llamamos parte eléctrica y parte magnética del campo electromagnético. Como consecuencia de lo anterior tenemos que ni el "vector" campo eléctrico ni el "vector" de inducción magnética se comportan genuinamente como magnitudes físicas de tipo vectorial, sino que juntos constituyen un tensor para el que sí existen leyes de transformación físicamente esperables.

Campo electromagnético en teoría de la relatividad

En electrodinámica clásica y sobre todo en teoría de la relatividad el campo electromagnético se representa por un tensor 2-covariante y antisimétrico, cuyas componentes son las componentes de lo que en cada sistema de referencia se reflejan como parte eléctrica y parte magnética del campo:.....

$\mathbf{F} = \begin{pmatrix} F_{00} & F_{01} & F_{02} & F_{03} \\ F_{01} & F_{11} & F_{12} & F_{13} \\ F_{02} & F_{21} & F_{22} & F_{23} \\ F_{03} & F_{31} & F_{32} & F_{33} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & E_x/c & E_y/c & E_z/c \\ -E_x/c & 0 & -B_z & B_y \\ -E_y/c & B_z & 0 & -B_x \\ -E_z/c & -B_y & B_x & 0 \end{pmatrix}$

Fuerza de Lorentz

La fuerza de Lorentz puede escribirse de forma mucho más sencilla gracias al tensor de campo electromagnético que en su escritura vectorial clásica:

$\mathbf{f} = e(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})$ (expresión vectorial)

$f_{\alpha} = \sum_{\beta} e \ F_{\alpha \beta} \ u^{\beta} \,$ (expresión tensorial relativista)

Ecuaciones de Maxwell

Las ecuaciones de Maxwell también toman formas muy sencillas en términos del tensor de campo electromagnético:

$F^{\alpha \beta}_{,\gamma} + F^{\beta \gamma}_{,\alpha} + F^{\gamma \alpha}_{,\beta} = \frac{\partial F^{\alpha \beta}}{\partial x^\gamma} + \frac{\partial F^{\beta \gamma}}{\partial x^\alpha} + \frac{\partial F^{\gamma \alpha}}{\partial x^\beta} = 0$

$F^{\alpha \beta}_{,\beta} = \frac{\partial F^{\alpha \beta}}{\partial x^\beta} = \mu_0 J^\alpha$

Donde en la última expresión se ha usado el convenio de sumación de Einstein y donde la magnitud J^α es el cuadrivector de corriente que viene dado por:

$J^\alpha = \begin{pmatrix} c \rho & J_x & J_y & J_z \end{pmatrix}$

Los campos electromagnéticos naturales son, por ejemplo, el campo magnético estático de la tierra al que estamos continuamente expuestos, los campos eléctricos causados por cargas eléctricas presentes en las nubes, la electricidad estática que se produce cuando dos objetos se frotan entre sí o los campos eléctricos y magnéticos súbitos resultantes de los rayos.

Los campos electromagnéticos de origen humano son, por ejemplo, generados por fuentes de frecuencia extremadamente baja (FEB) tales como las líneas eléctricas, el cableado y los electrodomésticos, así como por fuentes de frecuencia más elevada, tales como las ondas de radio y de televisión o, más recientemente, de teléfonos móviles y de sus antenas.

CAMPO MAGNÉTICO DE

LA TIERRA

La Tierra tiene un campo magnético con polos Norte y

Sur. El campo magnético de la Tierra alcanza hasta

36 000 millas en el espacio;este campo está rodeado por una región llamada la magnetosfera. La magnetosfera previene que la mayoría de las

partículas del Sol, que se

trasladan con el viento solar,

choquen contra la Tierra.

¿CÓMO GENERA LA TIERRA SU CAMPO

MAGNÉTICO?

El núcleo terrestre es líquido. Se trata

de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira,

dicho magma también lo hace, aunque no de manera uniforme. Una rotación no uniforme de un material conductor crea una dínamo, y es

ella la que da lugar al campo magnético terrestre, que presenta un

polo Norte y un polo Sur. En algunos momentos se han intercambiado: el polo Norte ha pasado a ser el polo Sur y viceversa.

¿QUÉ ES EL MAGNETISMO?

Hasta 1821 sólo era conocida una forma de magnetismo, la producida por imanes

de hierro. Posteriormente,

un científico danés, Hans

Christian Oersted, mientras

demostraba a sus amigos el

flujo de una corriente eléctrica en un alambre, notó

que la corriente causaba que

la aguja de una brújula cercana se moviera. El nuevo fenómeno fue estudiado en Francia por

André-Marie Ampére, quien concluyó que la naturaleza del magnetismo era muy diferente de la que se creía. Era básicamente una

fuerza entre corrientes eléctricas: dos corrientes paralelas en la

misma dirección se atraen, en direcciones opuestas se repelen. Los

imanes de hierro son un caso muy especial, que Ampére también fue

capaz de explicar.

Fuente: GreenFacts

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