¿Cuál es la diferencia entre un campo eléctrico y un campo magnético? ¿Cuál es la ecuación o ecuaciones que las relacionan para formar un campo electromagnético?

Answer 1

Los campos eléctricos y magnéticos ejercen fuerzas sobre las partículas cargadas que son proporcionales a la magnitud de la carga. La diferencia está en la naturaleza de la ley de fuerza.

La parte de la fuerza que es independiente de la velocidad es la fuerza eléctrica. Es proporcional al campo eléctrico,
[math] \ mathbf {F} = q \ mathbf {E} [/ math]

La parte de la fuerza que es proporcional a la velocidad es la fuerza magnética. En general, actúa en ángulo recto con la velocidad de la carga, dejando su velocidad constante. También actúa en ángulo recto con la dirección del campo en sí.
[math] \ mathbf {F} = q \ mathbf {v} \ times \ mathbf {B} [/ math]

El carácter cualitativo de la diferencia quizás se entienda mejor considerando campos uniformes . Un campo eléctrico uniforme hace que todas las partículas positivas aceleren en una dirección y que todas las partículas negativas aceleren en la otra dirección. Un campo magnético uniforme tiene un efecto mucho más interesante. Las partículas cuyas velocidades iniciales son paralelas al campo no sentirán fuerza. Las partículas cuyas velocidades iniciales son perpendiculares al campo viajarán en círculos con velocidad constante. Las partículas cuyas velocidades iniciales no son paralelas ni perpendiculares al campo trazarán trazados helicoidales, nuevamente con velocidad constante.

Pero tal vez su pregunta fue realmente, “¿Qué da lugar a dos campos con diferentes propiedades?”. Entonces, la respuesta técnica a esto tiene que ver con la relatividad. Si comienza suponiendo que solo hay un campo eléctrico y una fuerza de Coulomb, entonces un simple experimento mental con dos marcos de referencia diferentes muestra que las corrientes eléctricas también deben ejercer fuerzas sobre las partículas en movimiento, incluso cuando las corrientes fluyen a través de cables que neutral. Por lo tanto, se hace necesario introducir otro campo para describir este comportamiento, y ese campo es, por supuesto, el campo magnético. Los detalles se resuelven en muchos lugares, como aquí, y sobre todo en el libro de Purcell al que se hace referencia en ese enlace.

Ahora, el término “campo electromagnético” apareció por primera vez alrededor de 1865, cuando Maxwell publicó Una teoría dinámica del campo electromagnético . Parece justo suponer que Maxwell (o alguien con quien trabajó) acuñó el término porque su experimentación había demostrado que los campos eléctricos y magnéticos están íntimamente relacionados. Esto queda claro a partir de dos de las ecuaciones ahora conocidas como ecuaciones de Maxwell; en notación moderna,
[math] \ nabla \ times \ mathbf {E} = – \ frac {\ partial \ mathbf {B}} {\ partial t} [/ math]
[math] \ nabla \ times \ mathbf {B} = \ mu_0 \ mathbf {J} + \ mu_0 \ epsilon_0 \ frac {\ partial \ mathbf {E}} {\ partial t} [/ math]
Estas ecuaciones nos dicen que cuando el campo magnético no es estático, debe coexistir con un campo eléctrico, y viceversa. Esto muestra que el campo eléctrico y magnético no son entidades independientes.

Así que durante mucho tiempo “campo electromagnético” solo significó la combinación de los campos eléctrico y magnético, que claramente comparten una relación especial. Esto cambió a principios del siglo XX, cuando Einstein desarrolló sus teorías de la relatividad especial y general y se descubrió que las leyes del electromagnetismo clásico podían escribirse en una forma relativistamente covariante. En esta formulación, hay un solo campo, un campo tensor antisimétrico de rango 2, que contiene los campos eléctricos y magnéticos. Se llama tensor de campo electromagnético, y en unidades SI

[fuente]

Este campo tensor es la descripción moderna del campo electromagnético clásico, y podemos escribir las leyes del electromagnetismo en términos de él. De esta manera, los componentes del campo eléctrico y magnético se involucran automáticamente y su naturaleza a medida que se hacen evidentes diferentes partes de un solo campo electromagnético unificado.

Answer 2

Movimiento y relatividad. Un campo magnético es realmente solo una ficción, es un movimiento relativo de partículas cargadas y relatividad.

La respuesta de Steven J Greenfield a ¿Por qué una carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor?

Usamos la práctica ficción de los campos magnéticos porque es MUCHO más simple hacer los cálculos con este modelo que usar las ecuaciones de Relatividad Especial y Relatividad General.

Las líneas de campo también son una ficción. No hay líneas literales, es solo una representación visual de la dirección y la fuerza de un campo eléctrico o magnético.

Answer 3

El área alrededor de un imán dentro del cual se ejerce la fuerza magnética se llama campo magnético. Se produce al mover cargas eléctricas. La presencia y la fuerza de un campo magnético se denota por “líneas de flujo magnético”. La dirección del campo magnético también está indicada por estas líneas. Cuanto más cerca están las líneas, más fuerte es el campo magnético y viceversa. Cuando se colocan partículas de hierro sobre un imán, se pueden ver claramente las líneas de flujo. Los campos magnéticos también generan energía en las partículas que entran en contacto con él. Los campos eléctricos se generan alrededor de partículas que llevan carga eléctrica. Las cargas positivas son atraídas hacia ella, mientras que las negativas son repelidas.

Una carga en movimiento siempre tiene un campo magnético y un campo eléctrico, y esa es precisamente la razón por la que están asociados entre sí. Son dos campos diferentes con casi las mismas características. Por lo tanto, están interrelacionados en un campo llamado campo electromagnético. En este campo, el campo eléctrico y el campo magnético se mueven en ángulo recto entre sí. Sin embargo, no dependen el uno del otro. También pueden existir de forma independiente. Sin el campo eléctrico, el campo magnético existe en imanes permanentes y los campos eléctricos existen en forma de electricidad estática, en ausencia del campo magnético.

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Answer 4

La energía eléctrica se produce cuando una carga repelente que repele una carga repelente similar se expulsa cuando un quark hacia abajo se transforma en un quark hacia arriba. La expulsión de un cargo repelente de un quark hacia abajo crea una diferencia en el número de cargos repelentes y cargos de atracción en el quark up. Cuando se crean protones, tienen un déficit inherente de cargas repelentes. Ese déficit forma la diferencia de potencial inherente a las interacciones químicas y biológicas cuando la carga de atracción positiva de los protones atrae cargas repelentes. El campo de energía de las cargas repelentes repele los campos de energía similares de las cargas de energía repelentes, una fuerza que se hace evidente cuando la carga se mueve como en las interacciones químicas y biológicas y en la electricidad.

Esa diferencia de potencial se captura con la formación de partículas elementales, que son una carga de atracción (vista como una onda sinusoidal de energía), y una carga repelente (vista como una onda sinusoidal de energía) se unen a través de un neutro partícula mediadora (un neutrino) para formar una partícula cuántica electromagnética de energía que se ha llamado un fotón. Fue Michael Faraday quien descubrió que la corriente eléctrica fluía cuando un imán se movía a través de un conductor en espiral, lo que conducía a la comprensión de cómo generar electricidad con fines utilitarios. Fue ese descubrimiento el que condujo a la generación comercial de energía eléctrica que ahora se llama energía eléctrica.

Answer 5

Una vista alternativa; Todo el espacio, fuera de las partículas de materia 3D básicas, está lleno de un medio universal que lo abarca todo, estructurado por cuantos de materia. La región distorsionada en medio universal que rodea un cuerpo de materia 3D es su campo. Los campos se clasifican según las direcciones de las líneas de fuerzas supuestas, que indican la dirección de acción del campo. Ver: http://viXra.org/abs/1404.0440 Las líneas lineales de fuerzas indican campo magnético y las líneas circulares de fuerza indican campo eléctrico. Una pequeña parte de un círculo puede considerarse como una línea recta. Por lo tanto, a medida que se reduce la curvatura de las líneas de fuerza de un campo eléctrico, comienza a actuar como un campo magnético y a medida que aumenta la curvatura de las líneas de fuerza de un campo magnético, comienza a actuar como un campo eléctrico. Sin embargo, tanto el campo eléctrico como el campo magnético son iguales pero solo por la diferencia en sus líneas de fuerza. Son regiones distorsionadas en medio universal. Por razones geométricas, los ejes de campo magnético y campo eléctrico son perpendiculares entre sí.

Los campos, al ser regiones distorsionadas en la estructura del medio universal, son entidades reales. Tienen existencia física en el espacio. Son partes del medio universal, que está estructurado por cuantos de materia de dimensiones espaciales inferiores. Ver: ‘MATERIA (reexaminada)’ MATERIA

Answer 6

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Answer 7

No soy físico, pero AFAIK, un campo magnético es un campo eléctrico visto desde un marco de referencia diferente. Echa un vistazo a este video de Minute Physics: