Interacción electromagnética

La interacción electromagnética es la interacción entre objetos que poseen carga eléctrica, una de las cuatro interacciones fundamentales. Es responsable del campo electromagnético, que representa la interacción en cada punto del espacio y se propaga en forma de onda electromagnética a la velocidad de la luz. El electromagnetismo es la rama de la física clásica que estudia la interacción electromagnética y constituye una teoría fundamental que nos ha permitido explicar fenómenos naturales como la electricidad, el magnetismo y la luz; es el primer ejemplo de la unificación de dos fuerzas diferentes, la eléctrica y la magnética. La fuerza electromagnética admite como un caso especial fenómenos electrostáticos (por ejemplo. la electricidad), y los fenómenos magnetostatici (por ejemplo, magnetismo), y puede conducir a muchos otros fenómenos físicos de macroscópica, tales como, por ejemplo, la fricción, el desplazamiento de un cuerpo por medio de una fuerza de contacto, etc., La electrodinámica clásica es la teoría de los campos electromagnéticos generados por corrientes eléctricas, incluyendo los principios de la relatividad especial. La electrodinámica cuántica es la teoría cuántica del campo electromagnético, descrita en el marco del modelo estándar. A partir de la teoría electromagnética se originan importantes ramas teórico-aplicativas relativas a las corrientes eléctricas, a través de la teoría de circuitos, electrotécnica y electrónica.

La teoría del electromagnetismo se desarrolló a partir del siglo XIX y surge de la observación de una correlación entre los fenómenos de la electricidad y el magnetismo, que antes habían sido descubiertos y tratados por separado. La electricidad se descubrió tras la evidencia experimental de atracción o repulsión entre cuerpos dotados de carga eléctrica, correspondiente a dos estados de electrificación de la materia, llamados positivos y negativos: los cuerpos electrificados tanto positivamente como negativamente repelen, mientras que los cuerpos electrificados opuestos se atraen. A partir de este hecho, en la segunda mitad del siglo XVIII Charles Augustin de Coulomb formuló la Ley de Coulomb, que cuantifica la fuerza eléctrica atractiva o repulsiva que dos cuerpos puntuales cargados eléctricamente intercambian a distancia. A partir de esta ley es posible afirmar que un cuerpo cargado es eléctricamente produce en el espacio circundante un campo eléctrico tal que, si se introduce una carga eléctrica, ésta se ve afectada por el efecto de una fuerza, llamada la fuerza de Coulomb, que es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia. En paralelo, la existencia del magnetismo natural en la materia ya era conocida por los antiguos griegos en el siglo V-VI aC, aunque probablemente ya había sido descubierto en la antigua China, donde se decía que un prototipo rudimentario de brújula magnética ya estaba en uso. Los antiguos habían descubierto la capacidad de algunos minerales, como la magnetita, para atraer limaduras de hierro u pequeños objetos ferrosos. Entre los estudios medievales más importantes sobre el tema se encuentra la epistola de magnete Pietro Peregrino di Maricourt, 1296, que introdujo el concepto y la terminología de los dos polos, norte y sur, del imán, y propone el experimento del imán roto. En 1600 apareció de magnete de William Gilbert, que se mantuvo durante mucho tiempo como el texto de referencia sobre el tema del magnetismo, aunque los primeros estudios cuantitativos sobre los fenómenos magnetostáticos se remontan a finales del siglo XVIII - principios del XIX por los franceses Biot y Savart y, más tarde, por Ampère, también en Francia. Una primera correlación entre la electricidad y el magnetismo fue predicha por el físico danés Hans Christian Ørsted, quien, al ejecutar un experimento ya realizado dieciocho años antes por Gian Domenico Romagnosi, conocido como experimento Ørsted observó que una trayectoria de hilo de la corriente eléctrica generaba a su alrededor un campo magnético. La formulación matemática de la fuerza ejercida por un campo magnético sobre la corriente eléctrica se debe finalmente a André-Marie Ampère, quien a través del experimento Ampère concluyó que entre dos cables de longitud l {\displaystyle L} y Distancia d {\displaystyle d} , caminos respectivamente por una corriente de intensidad Me 1 {\displaystyle i_{1}} y Me 2 {\displaystyle i_{2}} , se ejerce una fuerza cuyo módulo está en unidades CGS: la fuerza entre los dos cables es atractiva si las corrientes fluyen en la misma dirección, repulsiva si fluyen en versos opuestos Más tarde, el químico británico Michael Faraday llevó a cabo un experimento de este tipo, rebautizado como el experimento Faraday, por medio del cual demostró que un conductor atravesado por la corriente inmersa en un campo magnético está sujeto a una fuerza. Estaba claro entonces que la única fuente del campo magnetostático son las cargas en movimiento, es decir, una corriente eléctrica. Finalmente James Clerk Maxwell, unificando orgánicamente los dos fenómenos, formuló las ecuaciones homónimas, que describen los fenómenos clásicos magnetostáticos, electrostáticos, magnetodinámicos y electrodinámicos.

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