Capitulo 2

El electromagnetismo es una teora de campos (las explicaciones y predicciones se basan en magnitudes fsicas cuya descripcin matemtica son campos vectoriales dependientes de la posicin en el espacio y en el tiempo). En mtodos prospectivos anteriores se utilizan corrientes elctricas continuas (constantes en el tiempo). El empleo de corrientes elctricas variables en el tiempo, sinusoidales (alternas) o discontinuas (impulsos) abre un mundo de enormes posibilidades a la prospeccin geoelctrica: a) En lugar de introducir corriente al medio por mtodos galvnicos puede hacerse por mtodos inductivos, utilizando antenas o bobinas que induzcan en el subsuelo corrientes variables. b) Adems de obtener un campo elctrico E puede medirse el campo magntico B por medio de bobinas receptoras

c) Nos da la oportunidad de efectuar investigaciones por medio de la variacin de la frecuencia o de impulsos sin tener que modificar los dispositivos en el terreno durante la medicin d) Nos permite hacer observaciones de los parmetros de conductividad, permitividad dielctrica, y permeabilidad magntica. e) Se pueden utilizar campos naturales variables como el de las corrientes telricas (mtodo MT) Los mtodos electromagnticos nos permiten conocer la distribucin de las propiedades del medio en sentido vertical y horizontal.

ECUACIONES DE MAXWELL El comportamiento del campo electromagntico se estableci en el siglo IXX gracias a la contribucin de grandes cientficos como Volt, Coulomb, Ampere, Gauss, Faraday, etc. La comprensin de estas teoras y la unin de ellas, dan lugar al entendimiento del fenmeno fsico conocido como teora electromagntica, el primero en dar entendimiento a este fenmeno fue James Maxwell con su tratado en electromagnetismo, publicado en 1873. Las ecuaciones de Maxwell son el punto de partida para obtener un entendimiento de cmo el campo electromagntico puede ser utilizado para el entendimiento de la tierra, as como determinar sus propiedades elctricas y magnticas.

Las ecuaciones de Maxwell estn conformadas por cuatro leyes que involucran el comportamiento e interaccin del campo elctrico y magntico, tales leyes son:

LEY DE GAUSS ELECTRICA LEY DE GAUSS MAGNETICA LEY DE FARADAY LEY DE MAXWELL AMPERE

Es un conjunto de ecuaciones diferenciales vectoriales lineales acopladas no homogneas.

LEY DE GAUSS ELECTRICA El nmero de lneas de campo que atraviesan una cierta superficie cerrada es directamente proporcional a la carga neta encerrada en su interior. El flujo (denotado como ) es una propiedad de cualquier campo vectorial referida a una superficie hipottica que puede ser cerrada o abierta. Para un campo elctrico, el flujo ( E) se mide por el nmero de lneas de fuerza que atraviesan la superficie. Para definir al flujo elctrico con precisin considrese la figura, que muestra una superficie cerrada arbitraria dentro de un campo elctrico. - Figura - ecuaciones

Debido a que el nmero de lneas de campo es proporcional a la carga encerrada entonces las cargas son las fuentes de las lneas de campo, las cargas positivas son donde nacen las lneas de campo, y las cargas negativas son los sumideros donde terminan las lneas de campo. - Videos LEY DE GAUSS MAGNTICA Al igual que en el caso elctrico existe una ley de Gauss para el caso magntico, esta ley expresa la inexistencia de cargas magnticas o monopolos magnticos, las distribuciones de fuentes magnticas son siempre neutras en el sentido de que poseen un polo norte y un polo sur, por lo que el flujo a travs de cualquier superficie cerrada en nulo. -ecuaciones - Video

LEY DE FARADAY -(Concepto de flujo) La ley de Faraday se basa en el razonamiento en el que una variacin en el campo magntico pueda producir una corriente elctrica. Faraday publica su ley de induccin electromagntica en 1831, donde a partir de campos magnticos variables en el tiempo se pueden producir campos elctricos y en consecuencia corrientes elctricas. (Joseph Henry en 1830 llego a la misma conclusin pero Faraday public antes sus resultados) El movimiento relativo entre una espira conectada a un vlmetro y un imn que pasa entre la espira, genera una diferencia de potencial inducida conocida como Fuerza Electromotriz Inducida o FEM -Ecuacin -video 1

La FEM se puede producir ya sea con el movimiento del imn en la espira o bien a la inversa, de cualquier forma se produce esa diferencia de potencial. Pero existe otra forma de generar corrientes elctricas por induccin si se sustituye el imn por una espira con circulacin de corriente, con solo abrir y cerrar la corriente en la espira (sin que sea necesario hacer un movimiento mecnico ) se genera una diferencia de potencial. (video 2) La parte negativa de la ecuacin que habla de la variacin del vector de induccin magntica con respecto al tiempo. Es producido por la variacin presente en la polaridad de la corriente cuando el movimiento del imn es hacia adentro y hacia afuera. (como en el video).- Ver el link de la ley de Faraday.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/variable/varia ble.htm#La%20inducci%C3%B3n%20electromagn%C3%A9tica

En resumen: el signo indica que la polaridad de la fuerza electromotriz inducida es opuesta a la de la variacin de flujo en la espira

LEY DE AMPERE Ecuacin Video (ley de ampere) Video (campo magntico-ley de ampere)

ECUACIONES CONSTITUTIVAS Las dos ultimas ecuaciones de Maxwell caracterizan el comportamiento entre el campo elctrico y el campo magntico, sin embargo hasta el momento no existe una relacin obvia entre el comportamiento del campo electromagntico y las propiedades del subsuelo. CONDUCTIVIDAD relaciona la densidad de corriente J y el campo elctrico E, debido a que ambos son vectores