🔍
Escribe al menos 2 caracteres...
AndalucíaAndalucía
MadridMadrid
CataluñaCataluña
GaliciaGalicia
MurciaMurcia
ValenciaValencia
En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
T2: Interacción electromagnética
Campo eléctrico y campo magnético
Teoría
2016 · Extraordinaria · Titular
1A-a
Examen
a) Analogías y diferencias entre campo eléctrico y campo magnético.
Comparación de camposElectrostáticaMagnetostatismo
Analogías y diferencias entre campo eléctrico y campo magnético
ANALOGÍAS
1) Ambos son campos vectoriales: en cada punto del espacio se define un vector (E⃗\vec{E} o B⃗\vec{B}) que indica la dirección e intensidad del campo.2) Ambos se representan mediante líneas de campo: las líneas de fuerza indican la dirección y sentido del campo en cada punto; donde están más juntas, el campo es más intenso.3) Ambos ejercen fuerzas sobre cargas eléctricas: el campo eléctrico actúa sobre cargas en reposo y en movimiento; el campo magnético actúa sobre cargas en movimiento.4) Ambos decaen con la distancia: tanto el campo eléctrico de una carga puntual como el campo magnético de un dipolo magnético disminuyen al alejarse de la fuente.5) Ambos pueden superponerse (principio de superposición): el campo total es la suma vectorial de los campos individuales.6) Ambos están relacionados entre sí: son manifestaciones de una misma interacción fundamental, el electromagnetismo, y se unifican en las ecuaciones de Maxwell.
DIFERENCIAS

Se resumen las diferencias más relevantes:

1) Fuente del campo: el campo eléctrico es generado por cargas eléctricas (en reposo o en movimiento). El campo magnético es generado por cargas en movimiento (corrientes eléctricas) o por imanes permanentes (dipolos magnéticos).2) Fuerza sobre cargas en reposo: el campo eléctrico ejerce fuerza sobre cualquier carga, esté en reposo o en movimiento. El campo magnético NO ejerce fuerza sobre cargas en reposo (F⃗=q v⃗×B⃗\vec{F} = q\,\vec{v} \times \vec{B}; si v⃗=0\vec{v} = 0, entonces F⃗=0\vec{F} = 0).3) Dirección de la fuerza: la fuerza eléctrica es paralela al campo (F⃗E=q E⃗\vec{F}_E = q\,\vec{E}), en la dirección del campo o en sentido contrario según el signo de la carga. La fuerza magnética es perpendicular tanto al campo B⃗\vec{B} como a la velocidad v⃗\vec{v} de la carga.4) Trabajo y energía: la fuerza eléctrica puede realizar trabajo sobre la carga y modificar su energía cinética. La fuerza magnética nunca realiza trabajo (dW=F⃗⋅dr⃗=0dW = \vec{F}\cdot d\vec{r} = 0, pues F⃗⊥v⃗\vec{F} \perp \vec{v}), por lo que no modifica la velocidad de la carga en módulo, solo su dirección.5) Naturaleza de las líneas de campo: las líneas del campo eléctrico son abiertas: nacen en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas (o van al infinito). Las líneas del campo magnético son cerradas: forman lazos cerrados y no tienen principio ni fin, lo que expresa que no existen monopolos magnéticos.

Esto se expresa matemáticamente con la divergencia de cada campo:

∇⋅E⃗=ρε0≠0(existen cargas eleˊctricas)\nabla \cdot \vec{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0} \neq 0 \qquad \text{(existen cargas eléctricas)}
∇⋅B⃗=0(no existen monopolos magneˊticos)\nabla \cdot \vec{B} = 0 \qquad \text{(no existen monopolos magn\'{e}ticos)}
6) Monopolos: existen monopolos eléctricos (cargas positivas y negativas aisladas). No se han detectado monopolos magnéticos: los imanes siempre tienen dos polos (norte y sur), y al dividir un imán se obtienen nuevos dipolos.7) Unidades: el campo eléctrico se mide en N/C\text{N/C} o V/m\text{V/m}; el campo magnético se mide en Tesla (T\text{T}) o kg⋅s−2⋅A−1\text{kg}\cdot\text{s}^{-2}\cdot\text{A}^{-1}.
Resumen esquemático
Campo eléctrico E⃗\vec{E}: fuente = carga eléctrica qq; actúa sobre cargas en reposo y en movimiento; fuerza paralela al campo; realiza trabajo; líneas abiertas; monopolos existen.Campo magnético B⃗\vec{B}: fuente = carga en movimiento o imán; actúa solo sobre cargas en movimiento; fuerza perpendicular al campo y a v⃗\vec{v}; no realiza trabajo; líneas cerradas; no existen monopolos magnéticos.