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Electromagnetismo |
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Este artículo resume las ecuaciones en la teoría del electromagnetismo .
Definiciones [ editar ]
Aquí los subíndices e y m se utilizan para diferenciar entre cargas eléctricas y magnéticas . Las definiciones de monopolos son de interés teórico, aunque los dipolos magnéticos reales pueden describirse utilizando la fuerza de los polos. Hay dos unidades posibles para la fuerza monopolo, Wb (Weber) y A m (Amperímetro). El análisis dimensional muestra que las cargas magnéticas se relacionan por q m (Wb) = μ 0 q m (Am).
Cantidades iniciales [ editar ]
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Unidades SI Dimensión Carga eléctrica q e , q , Q C = Como [ESO] Fuerza monopolo , carga magnética q m , g , p Wb o Am [L] 2 [M] [T] −2 [I] −1 (Wb) [I] [L] (Soy)
Cantidades eléctricas [ editar ]
Contrariamente a la fuerte analogía entre la gravitación (clásica) y la electrostática , no existen análogos de "centro de carga" o "centro de atracción electrostática".
Transporte electrico
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Densidad de carga lineal, superficial y volumétrica λ e para lineal, σ e para superficie, ρ e para volumen. C m - n , n = 1, 2, 3 [I] [T] [L] - n Capacidad C V = voltaje, no volumen.
F = CV −1 [I] 2 [T] 4 [L] −2 [M] −1 Corriente eléctrica I A [I] Densidad de corriente eléctrica J A m −2 [I] [L] −2 Densidad de corriente de desplazamiento J d A m −2 [I] [L] −2 Densidad de corriente de convección J c A m −2 [I] [L] −2
Campos eléctricos
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Campo eléctrico , intensidad de campo, densidad de flujo, gradiente de potencial mi NC −1 = V m −1 [M] [L] [T] −3 [I] −1 Flujo eléctrico Φ E N m 2 C −1 [M] [L] 3 [T] −3 [I] −1 Permitividad absoluta ; ε F m −1 [I] 2 [T] 4 [M] −1 [L] −3 Momento dipolo eléctrico pag a = separación de carga dirigida de -ve a + ve carga
Cm [I] [T] [L] Polarización eléctrica, densidad de polarización PAG C m −2 [I] [T] [L] −2 Campo de desplazamiento eléctrico D C m −2 [I] [T] [L] −2 Flujo de desplazamiento eléctrico Φ D C [ESO] Potencial eléctrico absoluto , potencial escalar EM relativo al punto Teórico: Práctico: (radio de la Tierra)
φ, V V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Voltaje , diferencia de potencial eléctrico Δ φ , Δ V V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1
Cantidades magnéticas [ editar ]
Transporte magnético
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Densidad de polos lineales, superficiales y volumétricos λ m para lineal, σ m para superficie, ρ m para volumen. Wb m - n Una m (- n + 1) ,
n = 1, 2, 3[L] 2 [M] [T] −2 [I] −1 (Wb) [I] [L] (Soy)
Corriente monopolo Yo m Wb s −1 A ms −1
[L] 2 [M] [T] −3 [I] −1 (Wb) [I] [L] [T] −1 (Am)
Densidad de corriente monopolo J m Wb s −1 m −2 A m −1 s −1
[M] [T] −3 [I] −1 (Wb) [I] [L] −1 [T] −1 (Am)
Campos magnéticos
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Campo magnético , intensidad de campo, densidad de flujo, campo de inducción B T = NA −1 m −1 = Wb m −2 [M] [T] −2 [I] −1 Potencial magnético , potencial de vector EM A T m = NA −1 = Wb m 3 [M] [L] [T] −2 [I] −1 Flujo magnético Φ B Wb = T m 2 [L] 2 [M] [T] −2 [I] −1 Permeabilidad magnética V · s · A −1 · m −1 = N · A −2 = T · m · A −1 = Wb · A −1 · m −1 [M] [L] [T] −2 [I] −2 Momento magnético , momento dipolar magnético m , μ B , Π Son posibles dos definiciones:
usando la fuerza de los postes,
usando corrientes:
a = separación de polos
N es el número de vueltas del conductor
A m 2 [I] [L] 2 Magnetización METRO A m −1 [I] [L] −1 Intensidad del campo magnético (también conocida como intensidad de campo) H Son posibles dos definiciones: más común:
utilizando las resistencias de los polos, [1]
A m −1 [I] [L] −1 Intensidad de magnetización , polarización magnética. Yo , j T = NA −1 m −1 = Wb m −2 [M] [T] −2 [I] −1 Auto inductancia L Son posibles dos definiciones equivalentes: H = Wb A −1 [L] 2 [M] [T] −2 [I] −2 Inductancia mutua METRO De nuevo, son posibles dos definiciones equivalentes: Los subíndices 1,2 se refieren a dos conductores / inductores que inducen mutuamente voltaje / enlazan el flujo magnético entre sí. Pueden intercambiarse por el conductor / inductor requerido;
H = Wb A −1 [L] 2 [M] [T] −2 [I] −2 Relación giromagnética (para partículas cargadas en un campo magnético) γ Hz T −1 [M] −1 [T] [I]
Circuitos eléctricos [ editar ]
Circuitos de CC, definiciones generales
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Voltaje terminal para Fuente de alimentación
V ter V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Voltaje de carga para circuito Carga V V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Resistencia interna de la fuente de alimentación R int Ω = VA −1 = J s C −2 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −2 Resistencia de carga del circuito R ext Ω = VA −1 = J s C −2 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −2 Fuerza electromotriz (fem), voltaje en todo el circuito, incluida la fuente de alimentación, componentes externos y conductores mi V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1
Circuitos de CA
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Tensión de carga resistiva V R V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Voltaje de carga capacitivo V C V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Tensión de carga inductiva V L V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Reactancia capacitiva X C Ω −1 m −1 [I] 2 [T] 3 [M] −2 [L] −2 Reactancia inductiva X L Ω −1 m −1 [I] 2 [T] 3 [M] −2 [L] −2 Impedancia eléctrica CA Z Ω −1 m −1 [I] 2 [T] 3 [M] −2 [L] −2 Constante de fase δ, φ adimensional adimensional Corriente pico CA Yo 0 A [I] Corriente cuadrática media raíz de CA Yo rms A [I] Voltaje máximo de CA V 0 V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Tensión cuadrática media raíz de CA V rms V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 AC fem, raíz cuadrada media V = JC −1 [M] [L] 2 [T] −3 [I] −1 Potencia media CA W = J s −1 [M] [L] 2 [T] −3 Constante de tiempo capacitiva τ C s [T] Constante de tiempo inductiva τ L s [T]
Circuitos magnéticos [ editar ]
Cantidad (nombre / s común) Símbolo (s) (común) Definición de ecuación Unidades SI Dimensión Fuerza magnetomotriz , mmf F , N = número de vueltas de conductor
A [I]
Electromagnetismo [ editar ]
Campos eléctricos [ editar ]
Ecuaciones clásicas generales
Situación física Ecuaciones Gradiente y campo de potencial eléctrico Carga puntual En un punto de una matriz local de cargas puntuales En un punto debido a una carga continua Par electrostático y energía potencial debido a campos no uniformes y momentos dipolares
Campos magnéticos y momentos [ editar ]
Ecuaciones clásicas generales
Situación física Ecuaciones Potencial magnético, potencial de vector EM Debido a un momento magnético Momento magnético debido a una distribución de corriente. Par magnetostático y energía potencial debido a campos no uniformes y momentos dipolares
Circuitos eléctricos y electrónica [ editar ]
Por debajo de N = número de conductores o componentes del circuito. El subíndice neto se refiere al valor de propiedad equivalente y resultante.
Situación física Nomenclatura Serie Paralelo Resistencias y conductores - R i = resistencia del resistor o conductor i
- G i = conductancia del resistor o conductor i
Carga, condensadores, corrientes - C i = capacitancia del condensador i
- q i = cargo del portador de carga i
Inductores - L i = autoinducción del inductor i
- L ij = elemento de autoinducción ij de la matriz L
- M ij = inductancia mutua entre los inductores i y j
Circuito Ecuaciones del circuito DC Ecuaciones del circuito de CA Ecuaciones de circuitos en serie Circuitos RC Ecuación de circuito Carga del condensador
Descarga de condensador
Circuitos RL Ecuación de circuito Aumento de la corriente del inductor
Caída de la corriente del inductor
Circuitos LC Ecuación de circuito Ecuación de circuito Frecuencia de resonancia del circuito
Carga de circuito
Corriente del circuito
Energía potencial eléctrica del circuito
Energía potencial magnética del circuito
Circuitos RLC Ecuación de circuito Ecuación de circuito Carga de circuito
Ver también [ editar ]
- Definición de ecuación (química física)
- Lista de ecuaciones en mecánica clásica
- Lista de ecuaciones en mecánica de fluidos
- Lista de ecuaciones en gravitación
- Lista de ecuaciones en física nuclear y de partículas
- Lista de ecuaciones en mecánica cuántica
- Lista de ecuaciones en la teoría de ondas
- Lista de ecuaciones fotónicas
- Lista de ecuaciones relativistas
- Unidades de electromagnetismo SI
- Tabla de ecuaciones termodinámicas
Notas al pie [ editar ]
- ^ M. Mansfield; C. O'Sullivan (2011). Comprensión de la física (2ª ed.). John Wiley e hijos. ISBN 978-0-470-74637-0.
Fuentes [ editar ]
- PM Whelan; MJ Hodgeson (1978). Principios Esenciales de Física (2ª ed.). John Murray. ISBN 0-7195-3382-1.
- G. Woan (2010). El Manual de fórmulas de física de Cambridge . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-57507-2.
- A. Halpern (1988). 3000 problemas resueltos en física, serie Schaum . Mc Graw Hill. ISBN 978-0-07-025734-4.
- RG Lerner ; GL Trigg (2005). Enciclopedia de Física (2ª ed.). Editores de VHC, Hans Warlimont, Springer. págs. 12-13. ISBN 978-0-07-025734-4.
- CB Parker (1994). Enciclopedia de Física de McGraw Hill (2ª ed.). McGraw Hill. ISBN 0-07-051400-3.
- PA Tipler; G. Mosca (2008). Física para científicos e ingenieros: con la física moderna (6ª ed.). WH Freeman and Co. ISBN 978-1-4292-0265-7.
- Mano LN; JD Finch (2008). Mecánica analítica . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-57572-0.
- TB Arkill; CJ Millar (1974). Mecánica, Vibraciones y Ondas . John Murray. ISBN 0-7195-2882-8.
- HJ Pain (1983). La física de las vibraciones y las ondas (3ª ed.). John Wiley e hijos. ISBN 0-471-90182-2.
- JR Forshaw; AG Smith (2009). Dinámica y relatividad . Wiley. ISBN 978-0-470-01460-8.
- GAG Bennet (1974). Electricidad y Física Moderna (2ª ed.). Edward Arnold (Reino Unido). ISBN 0-7131-2459-8.
- IS Grant; WR Phillips; Manchester Physics (2008). Electromagnetismo (2ª ed.). John Wiley e hijos. ISBN 978-0-471-92712-9.
- DJ Griffiths (2007). Introducción a la electrodinámica (3ª ed.). Educación de Pearson, Dorling Kindersley. ISBN 978-81-7758-293-2.
Lectura adicional [ editar ]
- LH Greenberg (1978). Física con aplicaciones modernas . Holt-Saunders International WB Saunders and Co. ISBN 0-7216-4247-0.
- JB Marion; WF Hornyak (1984). Principios de la física . Holt-Saunders International Saunders College. ISBN 4-8337-0195-2.
- A. Beiser (1987). Conceptos de Física Moderna (4ª ed.). McGraw-Hill (Internacional). ISBN 0-07-100144-1.
- HD Young; RA Freedman (2008). Física universitaria - con física moderna (12ª ed.). Addison-Wesley (Pearson Internacional). ISBN 978-0-321-50130-1.