EM · Electromagnetism

GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · Tema 2

2.1

Electromagnetismo

El potencial eléctrico cero en un punto no implica que el campo eléctrico sea cero allí.

Prerrequisitos: 13, 14, 15, 29, 30.

Utilizar potenciales electrostáticos, campos y la ley de Gauss
Analizar circuitos, magnetismo e inducción
Aplicar ecuaciones de Maxwell y relaciones de ondas electromagnéticas

English	Español
flux/flʌks/	flujo
potential/pəˈtenʃl/	potencial eléctrico
Gauss's law/ˈɡaʊsɪz lɔː/	Ley de Gauss

2.2

Elegir el sistema y el modelo

El campo eléctrico es el gradiente negativo del potencial. Un valor y un cambio espacial son cantidades diferentes.

2.3

Utilizar la relación rectora

Use la ley de Gauss con simetría. Un flujo total conocido por sí solo no proporciona el campo en cada punto de la superficie.

2.4

Aplicar las condiciones

Las leyes de Kirchhoff rastrean la carga y la energía en los circuitos. La f.e.m. inducida sigue al cambio de flujo magnético con el signo de la ley de Lenz.

2.5

Verificar la conclusión

Las ecuaciones de Maxwell vinculan los campos eléctricos y magnéticos. En el vacío, una onda tiene E/B=c y transporta energía.

2.6

Método resuelto

Una cáscara esférica tiene radio R y carga uniforme Q. Elija el potencial cero en el infinito. La simetría esférica permite que la ley de Gauss determine el campo exterior.

$$4\pi r^2E=Q/\epsilon_0,\qquad E=Q/(4\pi\epsilon_0r^2)\quad(r>R).$$

En el interior, la carga neta encerrada es cero y la simetría implica E = 0. La continuidad da

$$V(r)=\begin{cases}Q/(4\pi\epsilon_0R)&r\leq R,\\Q/(4\pi\epsilon_0r)&r>R.\end{cases}$$

El potencial es distinto de cero y constante en el interior. Un gradiente nulo, en lugar de un valor nulo, produce un campo nulo. El campo radial presenta una discontinuidad en la superficie cargada.