Campo electrico

CAMPO ELÉCTRICO
Un campo es un modelo físico que permite establecer de que manera un objeto ubicado en una determinada posición del espacio puede afectar el comportamiento de otro objeto ubicado en alguna otra posición.
El campo eléctrico nos permite explicar el efecto que una distribución cualquiera de cargas produce sobre otras cargas. De otra manera sabemos que existe un campo eléctrico enuna determinada región del espacio si al colocar una carga q en un punto de ese espacio, esta experimenta una fuerza de origen eléctrico.

LINEAS DE CAMPO

Este concepto fue introducido por el físico ingles Michael Faraday.
Las líneas de campo son líneas tangentes al campo en cada punto, provistas de flechas que indican la dirección del campo. El espaciado entre líneas da idea de la intensidaddel campo eléctrico, es mayor en las regiones donde las líneas están más juntas y menor donde se encuentran mas separadas.
La dirección del campo es mostrada por vectores y se define con la dirección hacia donde una pequeña carga positiva en reposo seria empujada.
• El número de líneas que salen o llegan a una carga es proporcional al valor absoluto de la carga.
• Las líneas de campono se cruzan, si esto sucediera significaría que en un mismo punto el campo eléctrico tendría dos direcciones diferentes.

CASOS

a. Para una carga aislada las líneas se prolongan hasta el infinito.

[pic]

b. Para dos o mas cargas opuestas representaremos las líneas como saliendo de una carga positiva y terminando en una negativa
[pic]
Un dipolo consta de dos partículas puntualescon cargas iguales pero de signo contrario, separadas a una distancia d. En este caso las líneas de campo que salen de la carga positiva son iguales que las que llegan a la negativa.

Si la carga neta del conjunto NO es nula pueden existir líneas que comiencen o terminen en el infinito.

I)[pic] II)[pic]
Las líneasque salen de +3q son el triple de las que llegan a –q.

FLUJO DE CAMPO

Como dijimos, el campo eléctrico es un campo vectorial, esto implica que a cada lugar del espacio se le asocia un vector E.

Consideremos una superficie plana inmersa en un campo vectorial representado por sus líneas de campo. Podemos pensar en el flujo de campo a través de la superficie como una medida de la cantidad delíneas de campo que la atraviesa.
De ésta manera cuantas más líneas de campo que atraviesan la superficie, mayor es el flujo de campo.

[pic]

Podemos concluir entonces que el flujo de campo a través de una superficie depende del módulo de campo, del área de la superficie y del a orientación de la superficie respecto al campo.
Al ser imprescindible tener en cuenta las posiblesorientaciones, asignaremos a la superficie un vector que permite representar inequívocamente su orientación respecto al campo. Definimos entonces al vector superficie S como aquel cuyo módulo es igual al área de la superficie y su dirección perpendicular a la misma. El sentido de éste vector es elegido arbitrariamente.

En base a todo esto podemos introducir la noción del flujo de un campo eléctrico.

Elflujo de un campo eléctrico uniforme a través de una superficie plana se define como el producto escalar entre el vector campo eléctrico y el vector superficie.

[pic][pic]

El producto escalar entre los vectores E y S es una operación vectorial que tiene como resultado una magnitud escalar, cuyo valor está dado por:

[pic]

Siendo [pic] el ángulo entre los vectores [pic] y [pic].Sustituyendo:

[pic]
Siendo E el modulo del campo eléctrico, S el área de la superficie y [pic] el ángulo entre el vector campo eléctrico y el vector superficie. El producto E.cos[pic] es el modulo de la componente del vector campo eléctrico en la dirección de vector superficie. Esta componente es la que “aporta” al flujo a través de superficie S.

[pic]
Por ser el producto entre campo eléctrico...