Campo Electrico

El Campo El´ectrico




1. Introduccio´n

− Definimos el campo el´ectrico como aquella regio´n del espacio en la que cualquier carga situada en un punto de dicha regio´n experimenta una accio´n o fuerza el´ectrica.
− El campo el´ectrico, introducido por primera vez por Faraday en la primera mitad del siglo XIX, constituye frente a la ley de Coulomb una forma nueva de describir lainteraccio´n entre dos cargas el´ectricas en reposo:

la ley de Coulomb es una ley de accio´n a distancia, como la ley de la gravitacio´n uni- versal de Newton para la interaccio´n gravitatoria entre dos masas puntuales: segu´n la ley de Coulomb, cuando tenemos una cierta carga puntual q, y situamos otra carga puntual q0 a una cierta distancia r de la primera, la carga q0 experimentara´de forma instanta´nea y a distancia una fuerza que, segu´n la ley de Coulomb, es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

usando el concepto de campo, la interaccio´n entre dos cargas el´ectricas se describe de una forma muy distinta: de acuerdo con esta interpretacio´n, la carga q da lugar a una alteracio´n (ocambio) en las propiedades del espacio que la rodea, de modo que cualquier carga q0 situada en un punto de dicha regio´n experimenta una ac- cio´n el´ectrica. Dicho de otro modo, la carga q produce algo en el espacio que la rodea, y este algo actu´a sobre cualquier carga situada en un punto de dicho espa- cio, produciendo la fuerza que actu´a sobre dicha carga. Este espacio,dotado de una propiedad nueva debido a la carga q, es lo que hemos denominado campo el´ectrico.

− El campo el´ectrico tiene su origen en cargas el´ectricas (cargas puntuales, distribuciones
continuas de carga o todas ellas al mismo tiempo). Las cargas que dan lugar a un campo el´ectrico dado suelen recibir el nombre de cargas fuente.
− El concepto de campo fue introducido, como hemosdicho antes, por primera vez por Faraday para describir las interacciones el´ectricas. En la actualidad, desempen˜a un papel fundamental en la F´ısica: todas las interacciones conocidas se describen en t´erminos del concepto de campo.


2. El Vector Intensidad de Campo El´ectrico

− Para que el concepto de campo sea u´til es necesario encontrar una cantidad f´ısica que permitacaracterizar adecuadamente en cada punto del espacio el campo creado por una distribucio´n de cargas dada.
− Esta cantidad es una magnitud vectorial, que se designa mediante la letra E, y que recibe el nombre de vector intensidad de campo el´ectrico, vector campo el´ectrico, o simplemente campo el´ectrico. Definimos el vector campo el´ectrico E en un punto como la fuerza que se ejercesobre una carga prueba positiva q0 colocada en dicho punto
dividida por el valor de la carga prueba q0 o, dicho de otro modo, la fuerza que se ejerce en dicho punto sobre la unidad de carga positiva:

E = Fq0
q0

, (1)

donde Fq0 es la fuerza que se ejerce en dicho punto sobre la carga prueba q0. Por tanto, para determinar E en un punto se situ´a una carga prueba q0 en dicho punto yse mide la fuerza Fq0 que se ejerce sobre ella; el valor de E se obtendra´ entonces usando (1).
− En relacio´n a E es interesante hacer notar los siguientes puntos:

las unidades de E en el sistema internacional son de Newton/Culombio;

el valor de E depende so´lo del punto en que se mide y de la distribucio´n de cargas que crea el campo, pero no de la carga prueba q0 usada paradeterminar E mediante la relacio´n (1). Se trata por tanto de una cantidad caracter´ıstica de la distribucio´n de cargas que crea el campo y del punto considerado.

una vez conocido el campo E en un punto, se puede determinar inmediatamente la fuerza que se ejercera´ sobre una carga cualquiera q0 en dicho punto. De (1):


Fq0 = q0 E (2)

dado que el campo el´ectrico lo describimos en cada...