¿Qué es el electromagnetismo?

Se llama electromagnetismo al estudio del conjunto de fenómenos físicos asociados con la propiedad de la materia denominada carga eléctrica. Hay dos tipos de carga eléctrica (de ahora en adelante, simplemente carga): la positiva y la negativa. Estas cargas están cuantizadas: se presentan en cantidades enteras de una unidad fundamental de carga (el valor absoluto de la carga del electrón) que, en unidades del Sistema Internacional, tiene el valor:

Donde la C es la abreviatura de coulombio, la unidad de carga en el Sistema Internacional.

La materia está formada por átomos eléctricamente neutros: esto es, que tienen el mismo número de cargas positivas que negativas. La cargas positivas se denominan protones, y están en el núcleo de los átomos. Rodeando al núcleo existe un número igual de cargas negativas (electrones) que protones tiene el núcleo. En la figura inferior se ha representado esquemáticamente la estructura de un átomo.

Cuanto más pesado es un átomo mayor número de protones tendrá su núcleo y por tanto mayor será el número de electrones que lo rodean.

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Si por algún motivo (por ejemplo, frotando un objeto con otro) logramos que se produzca un desequilibrio de cargas, de tal manera que los átomos que constituyen el objeto han perdido algunos de sus electrones, se dice que el objeto está cargado positivamente. Y al contrario, cuando los átomos que constituyen un objeto tienen más electrones que protones el objeto estará cargado negativamente.

Como el número de átomos que constituyen un objeto es muy grande (para dar una idea del orden de magnitud, el número de Avogadro es 6.02214076×10²³) la carga de un objeto parece ser continua cuando en realidad está constituida por un número muy grande de átomos en los que se ha producido un desequilibrio entre las cargas positivas y negativas. Sin embargo para estudiar los fenómenos eléctricos no tendremos en cuenta la estructura microscópica de la materia y trataremos las interacciones que se producen entre cargas que llamaremos simplemente q.

La interacción que se produce entre cargas se denomina fuerza electromagnética, y es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.

Cuando las cargas que interactúan se encuentran en reposo, la interacción entre ellas se denomina fuerza electrostática, y se describe matemáticamente mediante la ley de Coulomb. Los fenómenos asociados a cargas en movimiento constituyen el magnetismo. El físico escocés James Clerk Maxwell unificó la descripción de ambos conjuntos de fenómenos cuando formuló sus ecuaciones a finales del siglo XIX. De esta manera Maxwell descubrió que la electricidad y el magnetismo no son más que manifestaciones diferentes de un mismo fenómeno: la interacción entre cargas eléctricas.

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