Las ecuaciones de Maxwell se componen de cuatro ecuaciones:
1. Ley de Gauss: Esta ley describe la relación entre el campo eléctrico y la distribución de carga en el espacio. Las líneas de campo eléctrico comienzan con cargas positivas y terminan con cargas negativas (o en el infinito). Calcular el número de líneas de campo eléctrico que pasan a través de una superficie cerrada determinada, es decir, su flujo eléctrico, puede determinar la carga total contenida en la superficie cerrada. Con más detalle, esta ley describe la relación entre el flujo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada y la carga dentro de la superficie cerrada.
2. Ley Magnética de Gauss: Esta ley demuestra que los monopolos magnéticos en realidad no existen. Por lo tanto, no hay cargas magnéticas aisladas y las líneas de campo magnético no tienen punto inicial ni punto final. Las líneas del campo magnético pueden formar bucles o extenderse hasta el infinito. En otras palabras, las líneas de campo magnético que entran en cualquier área deben salir de esa área. En términos técnicos, el flujo magnético a través de cualquier superficie cerrada es igual a cero, o el campo magnético es un campo pasivo.
3. Ley de Inducción de Faraday: Esta ley describe cómo un campo magnético variable en el tiempo induce un campo eléctrico. La inducción electromagnética es la base teórica para fabricar muchos generadores. Por ejemplo, una barra magnética giratoria produce un campo magnético variable en el tiempo, que a su vez genera un campo eléctrico que induce una corriente en un circuito cerrado cercano.
4. Ley de Maxwell-Ampere: Esta ley establece que un campo magnético se puede generar de dos maneras: una es conduciendo corriente eléctrica (ley de Ampere original), la otra es mediante un campo eléctrico variable en el tiempo. , o se llama corriente de desplazamiento (término de corrección de Maxwell).
Introducción a las ecuaciones de Maxwell:
Es un conjunto de ecuaciones establecidas por el físico británico James Clerk Maxwell en el siglo XIX para describir la relación entre campos eléctricos, campos magnéticos, densidad de carga. y densidad de corriente. Consta de cuatro ecuaciones: la ley de Gauss, que describe cómo las cargas eléctricas producen campos eléctricos; la ley magnética de Gauss, que describe la ausencia de monopolos magnéticos; la ley de Maxwell-Ampere, que describe cómo los campos eléctricos que varían en el tiempo y la corriente producen campos magnéticos; Ley de Maxwell-Ampere, que describe cómo se producen los campos magnéticos variables en el tiempo. Ley de inducción de campos eléctricos de Faraday.
De las ecuaciones de Maxwell se puede deducir que las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz en el vacío, y además conjeturar que la luz es una onda electromagnética. Las ecuaciones de Maxwell y la ecuación de fuerza de Lorentz son las ecuaciones básicas del electromagnetismo clásico. A partir de las teorías relevantes de estas ecuaciones básicas se han desarrollado la tecnología energética y la tecnología electrónica modernas.
La forma original del sistema de ecuaciones propuesto por Maxwell en 1865 constaba de 20 ecuaciones y 20 variables. Intentó expresarlo en cuaterniones en 1873, pero fracasó. La forma matemática utilizada hoy fue reformulada en 1884 por Oliver Heaviside y Josiah Gibbs en forma de análisis vectorial.