Ondas eléctricas y campos magnéticos
Ley de gauss sobre la electricidad y el magnetismo
El flujo magnético atreves de cualquier superficie cerrada es
Donde q es la carga total encerrada por dicha superficie. Y el flujo magnético en cualquier superficie cerrada es siempre igual a cero.
Ley de ampere
La circulación del campo magnético atreves de cualquier trayectoria cerrada es igual a Mo por la intensidad de la corriente eléctrica que pasa atreves de la superficie moldeada por esa trayectoria.
La circulación del campo eléctrico a lo largo de cualquier trayectoria cerrada es igual a menos el ritmo de cambio del flujo magnético atreves de la superficie moldeada por esa trayectoria.
Supongamos por tanto, que puede haber una onda en la intensidad del campo eléctrico
La figura anterior es una onda transversal plana y viaja por supuesto a la velocidad de la luz. Pero ahora consideremos el campo en un instante cualquiera determinado.
Como esta dirigido hacia arriba en una región y hacia abajo en otra próxima tiene una dirección según la trayectoria como esta.
Según la ley de Faraday esto significa que debe haber flujo magnético atreves de una superficie bordeada por esa trayectoria y más aún que debe de estar cambiando con respecto al tiempo.
Y esto solo puede significar algo. Que a una onda eléctrica le acompaña siempre una magnética vaya a donde vaya.
Pero por supuesto eso ya lo sabemos, el punto aquí es que a su vez esto significa que en cualquier distante hay una circulación del campo magnético según esta trayectoria y según la ley de ampere
Esto solo puede ser verdad si hay una corriente atreves de la superficie que bordea dicha trayectoria. Pero en el espacio vacío no hay materia ni corrientes eléctricas así que no hay manera de escaparse del hecho de que según las leyes de la electricidad y del magnetismo, de los tiempos anteriores a maxwell, no podría haber absolutamente ninguna onda electromagnética en el espacio.
Al analizar el comportamiento de un condensador o capacitor común y convencional. La circulación magnética atreves de cualquier trayectoria depende de la corriente eléctrica que atraviesa la superficie bordeada por dicha trayectoria.
La única manera de estar seguros de que la corriente va atreves de esta superficie es imaginando una membrana bordeada por la trayectoria.
La corriente entonces tendrá que pasar por la membrana independientemente de la forma que tenga esta.
Pero esto ya no es cierto si la corriente va a un condensador. Entonces, aun cuando hay una corriente que circula no puede haber ninguna atreves de la membrana.
Si esto es asi, a que es igual la circulación magnética. Faraday dice que cuando el flujo magnético varia crea una circulación eléctrica. Entonces se puede decir que la variación de flujo eléctrico puede crear una circulación magnética.
Cuando la corriente fluye a un condensador la carga aumenta lo que crea un campo eléctrico creciente entre las placas.
El flujo eléctrico atreves de la membrana se puede deducir a partir de la ley de gauss imaginando una superficie cerrada como el de la figura anterior. Todo el flujo va atreves de la membrana en forma de cúpula y es igual a la carga en la placa del condensador dividida por Eo
El ritmo de cambio del flujo eléctrico se puede hallar diferenciando ambos miembros de la ecuación.
Y viene dada únicamente por la corriente que circula por el hilo
En otras palabras Eo multiplicado por el ritmo de cambio del flujo eléctrico atreves de la membrana con forma de cúpula es lo mismo que la intensidad de corriente eléctrica atreves de la membrana plana.
Esta es la manera precisa de como flujo eléctrico variable puede generar un campo magnético como si fuera una especie de corriente eléctrica. De hecho, maxwell llamo a este fenómeno “corriente de desplazamiento” dicho esto de otra forma la circulación magnética a lo largo de una trayectoria cerrada, viene dada no solo por la corriente eléctrica atreves de la superficie bordeada por dicha trayectoria sino también por el ritmo de cambio del flujo eléctrico atreves de dicha superficie.
Esto nos dice que las ondas electromagnéticas de cualquier frecuencia y longitud de onda se propagan en el espacio a la velocidad de la luz más allá de la tierra en cualquier lugar lejano en el espacio.
Y ahí lejos de nosotros una onda en la intensidad del campo eléctrico implica la existencia de un flujo magnético variable. Eso significa que hay ondas en el campo magnético y eso es posible cuando hay variación de flujo eléctrico. Los campos eléctricos y magnéticos se crean mutuamente cuando se mueven juntos en una onda a la velocidad de la luz y así siguen ambos campos, los dos complementándose uno al otro por toda la eternidad, propagándose por todo el universo.
