Líneas de campo electrico

República Bolivariana de Venezuela
Cátedra: Física II
Escuela 47 Nocturno



Participantes:




Caracas; Mayo 2.007
Antecedentes de Líneas de campo Eléctrico.
También llamadas líneas de fuerza, su existencia y propiedades básicas del campo eléctrico fue propuesta por el físico y químico inglés Michael Faraday (1791-1867), quien llamó líneas de fuerza a surepresentación gráfica. Según Faraday, la intensidad del campo eléctrico se visualiza a través del acercamiento relativo entre las líneas de fuerza: a mayor densidad de líneas, mayor intensidad de campo eléctrico. Las líneas de fuerza, o líneas de campo, muestran la trayectoria que seguiría una pequeña carga puntiforme positiva, sin masa, si se colocara en el seno de un campo eléctrico.
Elcampo es una propiedad del espacio cuya presencia podemos detectar y medir. Su idea fue: ¿Qué hay en el espacio entre las dos cargas, y que pueda comunicar las fuerzas que éstas se ejercen? Hay un campo.

Este campo representa la causa de las fuerzas eléctricas que experimenta un cuerpo cargado en cada punto del espacio. Este campo aparece, o tiene su origen, a su vez, en otras cargas. Pero, nonecesitamos saber qué cargas son esas, una vez que sabemos los detalles del campo mismo. De esta manera independizamos conceptualmente el campo de las cargas. Pueden ser consideradas entidades separadas, los campos y las cargas, que interactúan entre sí: el campo afecta a la carga y la carga al campo.

Concepto de Líneas de Campo Eléctrico.

Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere,los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, puesto que tiene magnitud y sentido, se trata de una cantidad vectorial, y las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. El campo eléctrico será un vectortangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.
Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso del campo debido a una cargapuntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas de fuerza.


Así pues,definimos las líneas de campo eléctrico como aquellas líneas cuya tangente es paralela al campo eléctrico en cada punto.
Líneas de campo eléctrico, entre dos cargas de signo opuesto.
De acuerdo a esta definición, si es el vector tangente a la línea de campo, entonces se tiene (vector tangente a una curva dada, s es la longitud de arco). La definición nos dice que

Como ejemplo simple,calculemos las líneas de campo eléctrico de una carga puntual positiva, q, localizada en el origen de coordenadas. Como es paralelo a , entonces

Esta ecuación se puede escribir como lo cual da

que se integran fácilmente, dando y = c1x , z = c2x , para valores arbitrarios de c1 y c2. Por lo tanto, la solución encontrada corresponde a una familia de rectas que pasan porel origen, donde está ubicada la carga puntual en cuestión.
Dado que las líneas de campo no tienen una dirección propia, por ejemplo, las líneas de campo recién calculadas son las mismas independientes del signo de la carga, se adopta la convención que 'las líneas de campo salen de las cargas positivas y terminan en las cargas negativas'.
Ecuación de las líneas de fuerza
Siendo el campo...