El campo electrico

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 naturaleza eléctrica.[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 campoeléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.[2]
Los campos eléctricos pueden tener su origen 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 deMichael 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 campo magnético.
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 elprincipio 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.

Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales; .

Definición [editar]
La definición más general e intuitiva acerca del campoeléctrico 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 direccion radial por unadistribucion 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 la distanciaentre 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 sólo depende de ladistancia 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 quedxi = uids, donde dxi es el diferencial de la posición definida dxi = (cdt,dx,dy,dz) y ui es la velocidad de la partícula, se obtiene:
(3)
El término dentro de la integral se conoce como el lagrangiano del sistema; derivando esta expresión con respecto a la velocidad se obtiene el momento de la partícula, y aplicando las ecuaciones de Euler-Lagrange se encuentra que la variación temporal de la...