el ava

2

INTERACCIÓN
ELÉCTRICA

IDEAS PRINCIPALES
Ley de Coulomb
Permitividad o constante
dieléctrica
Campo eléctrico
Intensidad de campo
eléctrico
Polarización
Energía potencial electrostática
Potencial eléctrico

La interacción eléctrica junto con la gravitatoria son las dos interacciones fundamentales que se utilizan para
explicar el comportamiento de los sistemas materiales siexceptuamos el comportamiento de los núcleos atómicos.
Los fenómenos eléctricos están relacionados con la propiedad de la materia llamada carga eléctrica, magnitud
cuya unidad en el SI es el culombio.
En el estudio de la interacción eléctrica acostumbra a distinguirse lo que ocurre entre cargas eléctricas en reposo
(electrostática) de los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas enmovimiento (electrocinética y magnetismo).
En esta unidad trataremos la ley de Coulomb de la interacción electrostática y haremos una introducción del
campo electrostático. Haremos también un análisis energético de situaciones sencillas en las que participen cuerpos
puntuales con carga eléctrica neta.

68

A finales del siglo XVIII comienza el desarrollo de una rama de la física, la electricidad,en la que se introdujo una nueva interacción entre los cuerpos debido a la
propiedad llamada carga eléctrica.

1

INTERACCIÓN ELÉCTRICA

La interacción eléctrica se produce entre cuerpos que están electrizados, es
decir, que poseen la propiedad llamada carga1 eléctrica.
A.1.- a) Indica las hipótesis principales del modelo de carga eléctrica.
b) Explica los distintas formas de electrizarun cuerpo.
Influidos por el éxito que habían tenido las ideas de Newton algunos científicos
del s. XVIII pensaron que las fuerzas atractivas y repulsivas entre los cuerpos con carga
eléctrica neta podrían seguir una ley semejante a la de la Gravitación Universal. El
francés Charles Coulomb publicó en 1785 lo que se conoce como Ley de Coulomb:
Entre dos cuerpos cargados eléctricamente cuyascargas sean q1 y
q2, existen dos fuerzas iguales, que pueden ser atractivas o repulsivas,
aplicadas sobre cada uno de los cuerpos y cuyo valor es directamente
proporcional al producto de las cargas de ambos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. En el valor de las fuerzas
influye el medio en el que se encuentran inmersos ambos cuerpos.

q1

q1

El módulode estas fuerzas es: F = K

q2

d

d

q2

q1 q2
d2

La constante K no es universal. Su valor depende del medio en el que se encuentren los cuerpos con carga eléctrica neta. Así, en el vacío o en el aire el valor de K en el
Sistema Internacional es de 9·109 N m2/C2, mientras que en el agua es de 0,11·109
Nm2/C2.
Las fuerzas electrostáticas pueden ser atractivas o repulsivas, soncentrales y
también conservativas, es decir, que el trabajo que realizan no depende de la trayectoria escogida, tan sólo depende de los puntos inicial y final.

en el aire F =9 ×109

q1 q2

d2
q q
en el agua F =0,11× 109 1 2 2
d

A.2.- a) Calcula la fuerza entre dos cuerpos que se encuentran en el aire separados 20 cm, si uno tiene una carga de 3 mC y el otro de 5 µC.
b) Repite el cálculosuponiendo que están en el agua y que una carga es positiva y la otra negativa.
c) Determina el valor de la fuerza atractiva entre un electrón y un protón
separados 1 Angström. Compárala con la fuerza gravitatoria entre ambos.
a) F = 3375 N (repulsión); b) F = 41,25 N (atracción); c) F = 2,3·10–8 N

1 La carga eléctrica no es un ente real sino una propiedad de la materia. A pesar de ello,muchas veces, por
comodidad, hablamos de cargas en movimiento, cargas que interaccionan, etc., aunque sería más preciso referirse a los
cuerpos o partículas que presentan dicha propiedad, por ejemplo electrones o iones.

69

En relación a la interacción eléctrica se cumplen los siguientes principios:
Se considera que los
quarks tienen carga eléctrica de
±1/3 o ±2/3 de la del electrón. De...