electricidad y magnetismo

El Campo El´ctrico
e
1.

Introducci´n
o

− Definimos el campo el´ctrico como aquella regi´n del espacio en la que cualquier carga
e
o
situada en un punto de dicha regi´n experimenta una acci´n o fuerza el´ctrica.
o
o
e
− El campo el´ctrico, introducido por primera vez por Faraday en la primera mitad del siglo
e
XIX, constituye frente a la ley de Coulomb una forma nueva de describirla interacci´n
o
entre dos cargas el´ctricas en reposo:
e
la ley de Coulomb es una ley de acci´n a distancia, como la ley de la gravitaci´n unio
o
versal de Newton para la interacci´n gravitatoria entre dos masas puntuales: seg´ n
o
u
la ley de Coulomb, cuando tenemos una cierta carga puntual q, y situamos otra carga
puntual q a una cierta distancia r de la primera, la carga qexperimentar´ de forma
a
instant´nea y a distancia una fuerza que, seg´ n la ley de Coulomb, es proporcional
a
u
al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
que las separa.
usando el concepto de campo, la interacci´n entre dos cargas el´ctricas se describe
o
e
de una forma muy distinta: de acuerdo con esta interpretaci´n, la carga q da lugar
o
a unaalteraci´n (o cambio) en las propiedades del espacio que la rodea, de modo
o
que cualquier carga q situada en un punto de dicha regi´n experimenta una aco
ci´n el´ctrica. Dicho de otro modo, la carga q produce algo en el espacio que la
o
e
rodea, y este algo act´ a sobre cualquier carga situada en un punto de dicho espau
cio, produciendo la fuerza que act´ a sobre dicha carga. Este espacio, dotadode una
u
propiedad nueva debido a la carga q, es lo que hemos denominado campo el´ctrico.
e
− El campo el´ctrico tiene su origen en cargas el´ctricas (cargas puntuales, distribuciones
e
e
continuas de carga o todas ellas al mismo tiempo). Las cargas que dan lugar a un campo
el´ctrico dado suelen recibir el nombre de cargas fuente.
e
− El concepto de campo fue introducido, como hemosdicho antes, por primera vez por
Faraday para describir las interacciones el´ctricas. En la actualidad, desempe˜ a un papel
e
n
fundamental en la F´
ısica: todas las interacciones conocidas se describen en t´rminos del
e
concepto de campo.

2.

El Vector Intensidad de Campo El´ctrico
e

− Para que el concepto de campo sea util es necesario encontrar una cantidad f´
´
ısica quepermita caracterizar adecuadamente en cada punto del espacio el campo creado por una
distribuci´n de cargas dada.
o
− Esta cantidad es una magnitud vectorial, que se designa mediante la letra E, y que recibe
el nombre de vector intensidad de campo el´ctrico, vector campo el´ctrico, o
e
e
simplemente campo el´ctrico. Definimos el vector campo el´ctrico E en un punto
e
e
como la fuerza que seejerce sobre una carga prueba positiva q 0 colocada en dicho punto

1

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 sit´ a una carga prueba q0 endicho punto y se mide la
u
fuerza Fq0 que se ejerce sobre ella; el valor de E se obtendr´ entonces usando (1).
a
− En relaci´n a E es interesante hacer notar los siguientes puntos:
o
las unidades de E en el sistema internacional son de Newton/Culombio;
el valor de E depende s´lo del punto en que se mide y de la distribuci´n de cargas
o
o
que crea el campo, pero no de la carga prueba q0usada para determinar E mediante
la relaci´n (1). Se trata por tanto de una cantidad caracter´
o
ıstica de la distribuci´n
o
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 ejercer´ sobre una carga cualquiera q0 en dicho punto. De (1):
a
Fq0 = q 0 E

(2)

dado que el campo el´ctrico lo...