Simulación interactiva
Campo electromagnético · 2.º de Bachillerato
Campo eléctrico, campo magnético e inducción
Sin empezar
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Objetivo
Al terminar sabrás calcular campos y potenciales eléctricos, describir el movimiento de cargas en campos magnéticos y aplicar las leyes de Faraday y Lenz a la inducción electromagnética.
En pocas palabras (lectura fácil)
Para madres, padres y tutores (1 minuto)
Explicación
La ley de Coulomb da la fuerza entre cargas puntuales: F = k · q1 · q2 / r^2, con k = 9 · 10^9 N·m²/C². Puede ser atractiva o repulsiva. El campo eléctrico es la fuerza por unidad de carga positiva: E = k · Q / r^2 (N/C o V/m), saliente de las cargas positivas y entrante en las negativas. Los campos de varias cargas se suman vectorialmente.
El campo eléctrico es conservativo: V = k · Q / r (voltios) y Ep = q · V. El trabajo que hace el campo al llevar una carga de A a B es W = q · (V_A - V_B). Las cargas positivas se mueven espontáneamente hacia potenciales menores. En un campo uniforme, E = ΔV / d.
Una carga q que se mueve con velocidad v en un campo magnético B sufre la fuerza de Lorentz: F = q · (v × B), de módulo q · v · B · sen θ. Es perpendicular a v, así que no cambia la rapidez: si v ⊥ B, la carga describe una circunferencia de radio r = m · v / (|q| · B). Si a la vez hay un campo eléctrico, la fuerza total es q · (E + v × B).
Las corrientes crean campos magnéticos. Un hilo rectilíneo e indefinido produce B = μ0 · I / (2π · d), con μ0 = 4π · 10^-7 T·m/A y líneas circulares (regla de la mano derecha). Las líneas de campo magnético son cerradas: no existen monopolos magnéticos. Dos corrientes paralelas del mismo sentido se atraen.
El flujo magnético a través de una superficie es Φ = B · S · cos θ (weber, Wb). La ley de Faraday dice que una variación de flujo induce una fuerza electromotriz ε = -N · ΔΦ / Δt, y la ley de Lenz explica el signo: la corriente inducida se opone a la variación de flujo que la produce. En este principio se basan alternadores, transformadores y cocinas de inducción.
Idea clave: Las cargas crean campos eléctricos; las cargas en movimiento sienten y crean campos magnéticos; y un flujo magnético variable crea una corriente eléctrica.
Ejemplo resuelto: Una carga de +4 µC está en x = 0 y otra de -4 µC en x = 0,4 m. Calcula el campo y el potencial en el punto medio (x = 0,2 m).
- Paso 1 Módulo del campo de cada carga: E = 9 · 10^9 · 4 · 10^-6 / 0,2^2 = 9 · 10^5 N/C.
- Paso 2 Sentidos: el de la carga positiva apunta alejándose de ella (+x); el de la negativa apunta hacia ella (también +x).
- Paso 3 Campo total: E = 9 · 10^5 + 9 · 10^5 = 1,8 · 10^6 N/C en el sentido +x.
- Paso 4 Potencial: V = 9 · 10^9 · (4 · 10^-6 / 0,2) + 9 · 10^9 · (-4 · 10^-6 / 0,2) = 1,8 · 10^5 - 1,8 · 10^5 = 0 V.
- Paso 5 Conclusión: un potencial nulo no implica un campo nulo; el campo se suma como vector y el potencial como escalar.
Resultado: E = 1,8 · 10^6 N/C dirigido hacia la carga negativa y V = 0 V.
Resumen
- E = k · Q / r^2 (vector) y V = k · Q / r (escalar); W_A→B = q · (V_A - V_B).
- Fuerza de Lorentz: F = q · v × B; con v ⊥ B, r = m · v / (|q| · B).
- Un hilo crea B = μ0 · I / (2π · d) con líneas circulares cerradas.
- Faraday-Lenz: ε = -N · ΔΦ / Δt, y la corriente inducida se opone a la variación de flujo.
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Estado curricular: Currículo general LOMLOE · Competencias: CE1. Comprensión de fenómenos físicos · CE2. Resolución de problemas · CE3. Uso del lenguaje matemático y de las unidades · CE6. Ciencia, tecnología y sociedad · Referencia: RD 243/2022 · Revisado el 27/10/2026