EL CAMPO ELÉCTRICO

EL CAMPO ELÉCTRICO

1. Introducción

   • Fuerza gravitacional
     • Si m es la masa del cuerpo y F la fuerza gravitacional que obra sobre él, g está dado por la expresión:
   • Campo Eléctrico
     • El espacio que rodea una varilla cargada parece estar afectado por la varilla y a este espacio lo llamamos campo eléctrico. De la misma manera hablamos de un campo magnético en el espacio que rodea a un imán recto.

2. Campo Eléctrico

   • Para defnir operacionalmente el campo eléctrico, colocamos un pequeño cuerpo de prueba que tenga una carga q0 (supuesta positiva) en el punto de espacio que se va a examinar, y medimos la fuerza eléctrica F (si acaso hay alguna) que actúe sobre ese cuerpo. La intensidad del campo eléctrico E en el punto se defne de la siguiente manera:
   • Siendo newton sobre coulomb (N/C) la unidad del campo eléctrico. ; también, la unidad más conocida del campo eléctrico es voltios sobre metros (V/m). La carga tiene que ser muy pequeña para detectar el campo eléctrico producido por un cuerpo.
   • El campo eléctrico E es un vector y tiene la misma dirección y sentido del vector fuerza eléctrica F, ya que q0+ es un escalar.

3. Cálculo de campos eléctricos

   • Un dipolo en un campo eléctrico
     • El momento de dipolo eléctrico se puede considerar como un vector p cuya magnitud es p = 2aq, y cuya dirección está dirigida de la carga negativa a la positiva. El dipolo se coloca en un campo eléctrico uniforme externo E, su momento de dipolo p forma un ángulo ș con este campo. Obran dos fuerzas iguales y opuestas F y -F. La ecuación representa el momento de torsión que realiza el dipolo. Así, un dipolo eléctrico colocado en un campo eléctrico externo E experimenta un momento que tiende a alinearlo con el campo E.
   • Campo de grupo de cargas puntuales
     • Una carga q positiva situado en el origen de coordenadas x y z genera un campo eléctrico en el espacio que le rodea. Calcular el campo eléctrico en el punto p. Utilizamos la ley de Coulomb para calcular la magnitud, dirección y sentido de la fuerza F; esto es:
   • Campo eléctrico debido a un dipolo eléctrico
     • Un dipolo eléctrico está formado por dos cargas de igual magnitud y signos opuestos, separados por una distancia 2a.. Considerando la figura el campo eléctrico en el punto p producido por el dipolo eléctrico es:
   • Campo eléctrico para una distribución lineal de cargas
     • Cuando las cargas se encuentran distribuidas uniformemente a lo largo de una línea recta (una barra), la carga total viene dada por:
   • Campo eléctrico para una distribución superficial de cargas
     • Cuando las cargas se encuentran distribuidas uniformemente en una superfcie, la carga total viene dado por:
   • Campo eléctrico para una distribución volumétrica de cargas
     • Cuando las cargas se encuentran distribuidas uniformemente dentro de un volumen, la carga total viene dado por:

4. Representación geométrica del campo eléctrico

   • Líneas de fuerza. Propiedades para la representación del campo eléctrico
     • 1. En cada punto a lo largo de una línea dada, la tangente a la línea (dirigida en el mismo sentido de esta) es paralela al campo eléctrico en ese punto. 2. El número de líneas de campo eléctrico en cualquier región del espacio es proporcional a la intensidad del campo eléctrico en esa zona. 3. Las líneas de campo E no pueden cruzarse nunca la una a la otra. 4. Todas las líneas de campo son continuas en todas las regiones del espacio que no contengan carga eléctrica; así, una línea de campo se debe originar en una partícula con carga positiva y terminar en otra con carga negativa, pero nunca ninguna línea de campo se puede originar ni terminar en cualquier punto en el que no haya una carga eléctrica.

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