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INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA CAMPO ELÉCTRICO

IES La Magdalena. Avilés. Asturias

De manera análoga a como sucedía en la interacción gravitatoria, la interacción eléctrica entre cargas no se ejerce a distancia. Una carga colocada en un punto modifica las propiedades del espacio circundante de forma tal que si ahora introducimos una carga de prueba ésta acusará la existencia de una acción(fuerza) sobre ella que la atrae (si ambas cargas tienen signo contrario) o la repele (si son del mismo signo)

Se dice que la carga Q crea un campo eléctrico a su alrededor que actúa sobre la carga de prueba. De esta manera la acción no se ejerce a distancia. El campo es el responsable de la acción ejercida sobre la carga de prueba.

El campo es una entidad física medible y se define laintensidad del campo eléctrico ( E ) en un punto como la fuerza ejercida sobre la unidad de carga positiva colocada en ese punto:

r

r r F E= q
Intensidad del campo eléctrico Carga de prueba

Fuerza

Unidad S.I : N/C

r r K q Qu r 2 F r E = = q q r Q r E=K 2 u r

r

=K

Q r u r2

r

r

Vector unitario. Dirección: la de la recta que une la carga y el punto. Sentido: siempresaliendo de la carga que crea el campo.

Ejemplo 1 Calcular la intensidad de campo eléctrico creado por una carga de 4 nC a 30 cm de la misma. Repetir el cálculo suponiendo ahora una carga de - 4 nC Solución: Si suponemos que la carga está situada en el origen de coordenadas y el punto considerado está situado a su derecha, podremos identificar el vector unitario definido en la expresión de la ley der Coulomb con el vector i

Y
r i r E

r r N Q r N.m2 4.10 −9 C r E = K 2 i = 9.109 i = 400 i ( ) C r C 2 0,302 m2

+
Y

-

r i

r E

r r N Q r N.m2 − 4.10 −9 C r E = K 2 i = 9.109 i = − 400 i ( ) 2 C r C 0,302 m2

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Física 2º Bachillerato. IES La Magdalena. Avilés. Asturias
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Campo eléctrico

La intensidad de campo, así definida, establece un vector (y sólouno) para cada uno de los puntos del espacio. El campo eléctrico es un campo vectorial. El valor del campo eléctrico en un punto es independiente de la carga de prueba y depende sólo de la carga que crea el campo y la distancia a la que esté el punto considerado. Los puntos que estén a una misma distancia de la carga central tendrán un mismo valor para la intensidad de campo. La distancia se tomadesde el centro de la carga. La intensidad del campo eléctrico decrece muy rápidamente con la distancia, ya que es inversamente proporcional a su cuadrado. El sentido del vector campo eléctrico depende del signo de la carga. Si ésta es positiva el campo es radial y saliente (se dice que en el lugar en el que hay una carga positiva existe una "fuente" del campo) Si la carga es negativa el campo esradial y entrante (se dice que existe un "sumidero" del campo)

Campo eléctrico creado por una carga puntual positiva (izquierda) y negativa (derecha). En ambos casos el campo tiene disposición radial, saliente para la carga positiva y entrante para la negativa. Si en las proximidades de un punto existe más de una carga, el campo eléctrico es el resultado de sumar (vectorialmente) cada uno delos campos individuales creados por las cargas (Principio de Superposición).

Es conveniente diferenciar claramente entre campo y acción (fuerza) ejercida sobre las cargas situadas en su seno. El campo es algo que sólo depende de la carga que lo crea. Si ahora introducimos una carga en el campo, éste ejerce una acción sobre ella (fuerza). La fuerza ejercida por el campo sobre la carga se puedecalcular fácilmente si se conoce el valor del campo:

r r F = qE
Se deduce fácilmente que fuerza y campo tendrán el mismo sentido si la carga es positiva y sentido contrario si es negativa. Si en una región del espacio en la que existen cargas de signo distinto se origina un campo eléctrico, éstas se moverán en sentidos contrarios produciéndose la separación de las cargas.

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