CAMPO EL CTRICO
EL CONCEPTO FÍSICO DE CAMPO
Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para ejercer
su influencia sobre otras, de ahí que las fuerzas eléctricas sean consideradas
fuerzas de acción a distancia.
Vemos en las figuras, la acción de estas fuerzas, sin entrar en contacto
ambos cuerpos.
Cuando en la naturaleza se da una situación de este estilo, se recurre a
la idea de campo para facilitar la descripción en términos físicos de la influencia
que uno o más cuerpos ejercen sobre el espacio que les rodea.
La noción física de campo se corresponde
con la de un espacio dotado de propiedades
medibles. En el caso de que se trate de un
campo de fuerzas éste viene a ser aquella
región del espacio en donde se dejan sentir los efectos de fuerzas a distancia.
Así, la influencia gravitatoria sobre el
espacio que rodea la Tierra se hace visible
cuando en cualquiera de sus puntos se
sitúa, a modo de detector, un cuerpo de
prueba y se mide su peso, es decir, la
fuerza con que la Tierra lo atrae. Dicha
influencia gravitatoria se conoce como
campo gravitatorio terrestre. De un modo análogo la física introduce la noción de campo magnético y también la de
campo eléctrico o electrostático.
EL CAMPO ELÉCTRICO
El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de
cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así,
si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo
eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre
ella.
La fuerza eléctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce
sobre la carga unidad positiva, tomada como elemento de comparación, recibe
el nombre de intensidad del campo eléctrico y se representa por la letra E. Por
tratarse de una fuerza la intensidad del campo eléctrico es una magnitud
vectorial que viene definida por su módulo E y por su dirección y sentido. La expresión del módulo de la intensidad de campo E puede obtenerse
fácilmente para el caso sencillo del campo eléctrico creado por una carga
puntual Q sin más que combinar la ley de Coulomb con la definición de E.
Puesto que se trata de una fuerza electrostática
aplicada en P, dirigida a lo largo de la recta que une la
carga central q y el punto genérico P, en donde se sitúa la carga unidad, y su sentido será atractivo o repulsivo
según q sea negativa o positiva respectivamente.
La unidad de intensidad de campo E es el
cociente entre la unidad de fuerza y la unidad de carga;
en el SI equivale, por tanto, al newton (N)/ coulomb (C)
1. Determinar la intensidad de campo eléctrico en un punto P situado a una
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distancia de 0,4 m de una carga puntual Q = 1,6.10
C.
2. Dos cargas puntuales q
= q
= 1
C están situadas en los vértices de un
2
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triángulo rectángulo (ver figura). Calcula el campo eléctrico resultante en el punto P.
POTENCIAL ELÉCTRICO (O VOLTAJE)
El concepto de voltaje o potencial en electricidad es similar al concepto
de altura en la gravedad. Las fuerzas eléctricas conciernen a la interacción de una distribución de
carga con otra carga.
La
energía potencial eléctrica
es la energía de la distribución de la
carga junto con la de una segunda carga.
El
potencial eléctrico
tiene la misma relación con el campo eléctrico
que la que tiene la energía potencial con la fuerza.
La descarga de los rayos es una impresionante
demostración de que hay energía en los campos
eléctricos. Existe una gran diferencia de potencial
entre la Tierra y las nubes, o entre nubes distintas, que
provoca el rayo.
Energía Potencial Eléctrica
El concepto de energía de posición o energía potencial es
extremadamente útil.
Se sabe que una masa m a una altura h
(mucho menor que el radio de la Tierra)
sobre la superficie terrestre tiene una ...
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