Fisica

El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctricapuntual de valor  sufre los efectos de una fuerza eléctrica  dada por la siguiente ecuación:
(1)
En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico seincorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorialcuadridimensional, 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 de Michael Faraday y losestudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.

Campo eléctrico de un sistema de dos cargas eléctricas
Cuando varias cargas están presentes el campo eléctrico resultante es la suma vectorial de los campos eléctricos producidos por cada una de las cargas. Consideremos el sistema de doscargas eléctricas de la figura.

El módulo del campo eléctrico producido por cada una de las cargas es

Y las componentes del campo total son



Como el campo es tangente a las líneas de fuerza, la ecuación de las líneas de fuerza es

tal como se muestra en la figura.
El potencial en el punto P debido a las dos cargas es la suma de los potenciales debidos a cada una de las cargas en dicho punto.

Lassuperficies equipotenciales cortan perpendicularmente a las líneas de campo. Representaremos en el applet la intersección de las superficies equipotenciales con el plano XY.

La ecuación de las líneas equipotenciales es

Cargas continuas
La carga eléctrica no se presenta siempre como una carga puntual. En la mayoría de ocasiones la carga (aunque de naturaleza discreta) se presenta como unadistribución continua de carga a lo largo de una línea, en una superficie o en un volumen. Así, nos referimos a hilos y planos cargados o incluso sistemas más complejos como nubes atmosféricas o distribuciones de carga en una molécula.
En el caso de una distribución continua de carga, el campo eléctrico que se produce en un punto cualquiera, se puede calcular dividiendo la carga en elementos muypequeños, dq, hasta poder considerarlos puntuales y así hacer uso del cálculo integral. De esta forma el principiode superposición se aplica sin más que sustituir el sumatorio por una integral y qi por dq:

El cálculo de estas integrales suele ser complicado, pero si la distribución tiene una gran simetría se pueden hacer consideraciones que permiten conocer como es el campo de una manera sencilla.



Sise dispone de una distribución lineal continua de carga, el campo producido en un punto cualquiera puede calcularse dividiendo la carga en elementos infinitesimales dq. Entonces, se calcula el campo d E que produce cada elemento en el punto en cuestión, tratándolos como si fueran cargas. La magnitud de d E está dada por:

El campo resultante en el punto se encuentra, entonces, sumando; esto es,integrando; las contribuciones debidas a todos los elementos de carga, o sea,

Si la distribución continua de carga que se considera tiene una densidad lineal de carga , entonces .
Por lo tanto,

la densidad de carga eléctrica
 
El vector unitario dentro de las integrales, en general, para las configuraciones de carga, bien sea volumétrica, superficial o lineal no debe de sacarse de la integral yaque el vector indica precisamente donde se encuentra la diferencial de carga eléctrica. Las configuraciones de carga no tienen porque indicar que se tienen objetos con la forma de la configuración de la carga, pese a que en ocasiones así se pueda tomar, como veremos mas adelante con el caso del teorema de Gauss. Es importante considerar adecuadamente las unidades para la densidad de carga...