Campo Electrico

Física General III

Campo Eléctrico

CAPITULO II
CAMPO ELECTRICO

40

Toribio Córdova C.

Física General III

2.1

Campo Eléctrico

Toribio Córdova C.

INTRODUCCIÓN
La noción de campo es una idea de amplia importancia en descripción de un conjunto de fenómenos físicos. Un
campo es una función o conjunto de funciones que representa por ejemplo a cada componente de un vector,definida en todos los puntos en un espacio dado de coordenadas y que asocia determinada cantidad física a cada
punto en el espacio.
Los campos con que se trabajan son múltiples, uno de ellos lo constituye la temperatura, es decir en todo punto
del espacio existe una temperatura única en un tiempo t, expresada por la función 𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡), otra magnitud es
la densidad de una sustancia fluida𝜌(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡). Ambas cantidades forman los llamados campos escalares.
Además de éstos campos existen los llamados campos vectoriales, es decir magnitudes vectoriales las cuales
quedan definidas completamente asociándoles un vector único a cada punto del espacio. Son ejemplos de esta
�⃗, cuyas
clase el viento en la atmósfera terrestre. En cada punto de la atmósfera el aire tendrá una velocidad Vcomponentes son funciones de la posición y del tiempo, esto es 𝑉𝑥 (𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡) ; 𝑉𝑦 (𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡) y 𝑉𝑧 (𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡); . En el
caso de que se trate de un campo de fuerzas este 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 a la tierra se hace
visible en cualquiera de sus puntos se sitúa,a modo de detector, una masa de prueba y se mide su peso, es decir
la fuerza con que la tierra lo atrae. Dicha influencia se conoce como campo gravitacional terrestre 𝑔⃗(𝑥, 𝑦, 𝑧). De
�⃗(x, y, z), y el de campo magnético
un modo análogo en física se introduce la noción de campo eléctrico E
�⃗
(
)
𝐵 𝑥, 𝑦, 𝑧 , etc.
En este capítulo presentaremos y desarrollaremos el concepto del campoeléctrico que producen cargas estáticas
y aprenderemos algunos de los modos en los que nos puede ser útil. Asimismo, se continuará empleando la
noción de campo en los capítulos posteriores, porque forma la base de la comprensión de muchos efectos
eléctricos y magnéticos.

2.2

INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO.
Es sabido que la principal fuente de los campos eléctricos son las distribuciones de cargaseléctricas, positivas o
negativas en reposo o con un movimiento muy pequeño situadas en una región del espacio en donde se dejan
sentir sus efectos. Por tanto, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se
coloca una carga de prueba o carga testigo q0, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir la carga de
prueba experimentará atracciones orepulsiones. Por ejemplo si consideramos una carga puntual fija +Q, tal
como se muestra en la figura 2.1a, ésta producirá un campo en el espacio que lo circunda, ello se ve reflejado
cuando colocamos a la carga de prueba q0 en dicho espacio, se observa que ésta última experimenta fuerzas
repulsivas radiales. Si ahora remplazamos a la carga +Q por otra negativa –Q, la carga testigo experimentaráfuerzas de atracción (véase la figura 2.1b), Por lo tanto, decimos que existe un campo eléctrico en una región del
espacio si una carga en reposo denominada carga de prueba experimenta una fuerza de origen eléctrico.
El vector intensidad de campo eléctrico �E⃗, en un punto en el espacio caracterizado por las coordenadas (x,y,z,t),
está definido como la fuerza eléctrica �⃗
F que actúa sobreuna carga de prueba positiva colocada en este punto,
dividida por la magnitud de la carga de prueba q0. Esto es



F ( x, y , z )
=
E ( x, y , z )
, q0 → 0
q0

(2.1)

Debe notarse que �E⃗ es el campo externo a q0 – no es el campo producido por q0. Debido a que el campo eléctrico
es la fuerza por unidad de carga de prueba, la unidad de �E⃗ en el SI es el newton/coulomb (N/C)....