Campo eléctrico y sus propiedades

Campo eléctrico y sus propiedades

Definición

El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedadesde naturaleza eléctrica.[1] Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor  sufre los efectos de una fuerza eléctrica  dada por la siguienteecuación:



Descripción del campo eléctrico
Matemáticamente un campo se lo describe mediante dos de sus propiedades, su divergencia y su rotacional. La ecuación que describe la divergencia del campoeléctrico se la conoce como ley de Gauss y la de su rotacional es la ley de Faraday.

Ley de Gauss
.
Para conocer una de las propiedades del campo eléctrico se estudia que ocurre con el flujo deéste al atravesar una superficie. El flujo de un campo  se lo obtiene de la siguiente manera:


donde  es el diferencial de área en dirección normal a la superficie.

(9)
 es la carga encerrada enesa superficie. La ecuación (9) es conocida como la ley integral de Gauss y su forma derivada es:

(10)
Donde  es la densidad volumétrica de carga. Esto indica que el campo eléctrico diverge haciauna distribución de carga; en otras palabras, que el campo eléctrico comienza en una carga y termina en otra.
Esta idea puede ser visualizada mediante el concepto de líneas de campo. Si se tieneuna carga en un punto, el campo eléctrico estaría dirigido hacia la otra carga.


Ley de Faraday
En 1801, Michael Faraday realizó una serie de experimentos que lo llevaron a determinar que loscambios temporales en el campo magnético inducen un campo eléctrico. Esto se conoce como la ley de Faraday. La fuerza electromotriz, definida como el rotacional a través de un diferencial de línea estádeterminado por:

(11)
Donde el signo menos indica la Ley de Lenz y  es el flujo magnético en una superficie, determinada por:

(12)
Reemplazando (12) en (11) se obtiene la ecuación integral...