Campo electriko

Campo eléctrico
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Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales; .
El campo eléctrico, en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturalezaeléctrica.[1] Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

En los modelos actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.[2]
Los campos eléctricos pueden tener suorigen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campomagnético.
Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino a través de la ponderación de la fuerza actuante sobre alguna carga. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.
La unidad del campo eléctrico en el SI es newton por culombio, voltio por metro o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1.Contenido[ocultar] * 1 Definición * 1.1 Definición mediante la ley de Coulomb * 1.2 Definición formal * 2 Descripción del campo eléctrico * 2.1 Ley de Gauss * 2.2 Ley de Faraday * 3 Campo electrostático * 3.1 Líneas de campo * 4 Energía del campo * 5 Véase también * 6 Referencias * 7 Enlaces externos |
Definición [editar]
La definición más general e intuitiva acercadel campo eléctrico se la puede estudiar mediante la ley de Coulomb. Sin embargo, una definición más formal y completa acerca del campo requiere el uso de cuadrivectores y el principio de mínima acción. A continuación se describen ambas.
Definición mediante la ley de Coulomb [editar]

Campo eléctrico de una distribución lineal de carga. Una carga puntual P es sometida a una fuerza en direccionradial por una distribucion de carga λ en forma de diferencial de linea (dL), lo que produce un campo eléctrico .
Partiendo de la ley de Coulomb que expresa que la interacción entre dos cargas depende del cuadrado de la distancia, matemáticamente es igual a:[1]
(6)
donde el factor se introduce en el sistema internacional para correcciones de unidades, q1 y q2 son las cargas que interactúan, es ladistancia entre las cargas y es el unitario en la dirección .
Sin embargo en la física, para eliminar la idea de que la acción que ejerce una fuerza a distancia es instantánea, se introduce el concepto de campo.[1] Así, el campo eléctrico es la distorsión que sufre el espacio debido a la presencia de una carga. Considerando esto se puede obtener una expresión del campo eléctrico cuando este sólodepende de la distancia entre las cargas:
(7)
donde claramente se tiene que , la que es una de las definiciones más conocidas acerca del campo eléctrico.
Definición formal [editar]
La definición más formal de campo eléctrico surge a partir de calcular la acción de una partícula cargada en movimiento a través de un campo electromagnético.[2] Este campo forma parte de un único campo electromagnéticotensorial Fμν definido por un potencial cuadrivectorial de la forma:[1]
(1)
donde φ es el potencial escalar y es el potencial vectorial tridimensional. Así, de acuerdo al principio de mínima acción, se plantea para una partícula en movimiento en un espacio cuadridimensional:
(2)
donde e es la carga de la partícula, m es su masa y c la velocidad de la luz. Reemplazando (1) en (2) y conociendo...