Introdução ao eletromagnetismo

Eletricidade estática e magnetismo foram observados durante séculos como fenômenos distintos. A descoberta de que correntes produzem campos magnéticos e a formulação de Maxwell unificaram as relações entre cargas, correntes, campos e ondas.

A Lei de Coulomb descreve a interação entre cargas pontuais. O campo elétrico transforma essa relação em uma descrição espacial: em cada ponto, ele informa a força por unidade de carga que uma carga de teste sofreria.

O fluxo elétrico mede como o campo atravessa uma superfície. A Lei de Gauss relaciona o fluxo total de uma superfície fechada à carga contida nela e se torna especialmente poderosa quando a geometria tem simetria esférica, cilíndrica ou plana.

O potencial elétrico permite comparar energia por unidade de carga entre pontos. Capacitores armazenam energia ao separar cargas, e dielétricos alteram a capacitância ao responder ao campo interno.

Corrente é o movimento orientado de carga. Resistência, potência e conservação de carga ajudam a conectar um modelo de circuito aos materiais, às fontes e às medições observadas na bancada.

Cargas em movimento e correntes produzem campos magnéticos. A força de Lorentz explica trajetórias curvas e helicoidais, enquanto as leis de Biot–Savart e de Ampère ligam distribuição de corrente e configuração de campo.

Uma variação de fluxo magnético produz força eletromotriz. A Lei de Faraday e o sentido indicado por Lenz explicam geradores, transformadores e a resposta de circuitos a campos variáveis.

As quatro relações reúnem fontes elétricas, ausência de monopólos magnéticos, indução e corrente de deslocamento. Juntas, elas preveem ondas eletromagnéticas que se propagam no espaço.

Rádio, Wi‑Fi, telefonia, radares, transformadores, motores, ressonância magnética e semicondutores dependem de diferentes partes dessa teoria. A aplicação correta sempre começa por identificar escala, frequência, material e limite do modelo.