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Tema IV : ELECTROMAGNETISMO
A. CAMPO ELÉCTRICO
1. Carga eléctrica
Bajo ciertos procedimientos experimentales los cuerpos adquieren una propiedad llamada carga, que da lugar a interacciones (fuerzas). Estos procedimientos son :
- Frotamiento.
- Inducción : acercar un cuerpo cargado a uno neutro sin llegar a contactar, conectando el
neutro a tierra1, y al desconectarlo de tierra el neutroqueda cargado.
La carga eléctrica radica en las partículas constituyentes del átomo (protones y electrones).
Hay dos tipos de carga : negativa (electrones) y positiva (protones), dado que hay fuerzas
atractivas y repulsivas.
Normalmente los cuerpos son neutros, tienen el mismo número de protones y de electrones.
Se cargan cuando ganan o pierden electrones, las únicas partículas móviles.
Lacarga eléctrica se mide en culombios (S.I.). En el sistema electrostático la unidad de carga
es la unidad electrostática de carga (u.e.e.).

2. Ley de Coulomb
Consideremos dos cargas eléctricas puntuales separadas una cierta distancia : “Estas cargas
se ejercen entre sí fuerzas que son directamente proporcionales al producto de las cargas e
inversamente proporcionales al cuadrado de ladistancia”.

F=K⋅

Q1 ⋅ Q2
d2

Las fuerzas son atractivas si las cargas tienen distinto signo y si tienen el mismo repulsivas.
Las dos cargas ejercen fuerzas.
• Semejanzas con las fuerzas gravitatorias : la estructura matemática.
• Diferencias con las fuerzas gravitatorias :
- La constante de proporcionalidad. K depende del medio. K (vacío) = K0 = 9 · 109 N·m2/C2.
- Las fuerzas eléctricas puedenser tanto atractivas como repulsivas porque hay dos tipos de
cargas.
- La intensidad : las eléctricas son mucho más intensas entre partículas que las gravitatorias.

3. Intensidad de campo eléctrico
Consideremos una carga Q en el origen de coordenadas y otra carga q que viene dada por el
r
r
r
vector r .
u = vector unitario ; marca la dirección r = r
Fuerza ejercida por cualquier cargasobre otra de 1 C positivo situada en el punto del espacio
donde se halle el campo :

r
Qq r
FQ → q = K 2 u
r
Intensidad de campo eléctrico : es la fuerza ejercida por unidad de carga.

r
r F KQ r
E = = 2 u (N/C)
q
r

Tiene simetría radial esférica hacia fuera si la carga es positiva y hacia dentro si es negativa.
1

Tierra : cualquier cuerpo que puede absorber cargas.

1Si hay varias cargas puntuales que ejercen campo distribuidas en el espacio, el campo eléctrico de un punto es la suma vectorial de los campos creados individualmente.
Culombio : carga que, situada a un metro de otra idéntica, produce fuerzas iguales a 9 · 109 N
en el vacío. K0 = 9 · 109 S.I.
u. e. e. (unidad electrostática de carga) : carga que, situada a 1 cm de otra idéntica, produce
fuerzasde 1 dina. K0 = 1 sistema electrostático
1 N = 105 dinas

4. Potencial eléctrico : voltaje
El campo eléctrico es conservativo, por lo que lleva asociada una energía potencial cuya ecuación vamos a deducir. Si no actúan otras fuerzas se conservará la energía mecánica.
r
r
r = posición inicial
x = distancia variable de la carga al origen
r ≤x≤∞
∆W = E PA − E PB
POR SER CONSERVATIVA
A rr
E Pa − E Pb = ∫ F ⋅ dr

r
Qq
r
r =x
F =K 2
A
x
∞
∞
∞
∞ dx
Qq
 1
 1
 1 1
E PA − E PB = ∫ K 2 ⋅ dx = KQq ⋅ ∫ 2 = KQq −  = − KQq   = − KQq  − 
r
r x
x
 xr
xr
∞ r 
KQq
KQq
r
r
E P (r ) =
E P ( r ) − E P (∞ ) =
E P ( ∞) = 0 por convenio
r
r
E P KQ
=
Voltaje : V =
(voltios)
q
r
En caso de que haya varias cargas el voltaje total es la sumaaritmética de los voltajes parciales.
• Trabajo para desplazar una carga de un punto a otro

∆W = E PA − E PB

∆W = qV A − qV B

E P = q ⋅V

∆W = q(V A − VB ) trabajo realizado por el campo

∆W = q (V B − V A ) trabajo que se realiza contra el campo

Conductores y condensadores
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