RELACION ENTRE CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL ELECTRICO

Universidad Politécnica de Puebla

Relación entre potencial eléctrico y campo eléctrico

Miguel Ángel Mont Lukacs
Gustavo Pastén Bonilla

1MD










INTRODUCCIÓN
Se tiene constancia del interés de la humanidad por fenómenos de la electricidad y del magnetismo desde la remota antigüedad.
Con respecto a la electricidad, hacia el año 600 a. C., Tales de Mileto (630-550a.C.) observó que, después de frotar una barra de ámbar con un paño, la barra atraía otros objetos livianos. Tres siglos después, otro filósofo griego, Theophrastus (374-287 a.C.), escribió en un tratado que otras sustancias tienen este mismo poder. Desde entonces y a lo largo de la Edad Antigua y Media se conocieron otros hechos de la electricidad y también del magnetismo (como las interaccionesentre imanes y la orientación de la brújula). 
A continuación abordaremos dos fenómenos eléctricos llamados campo eléctrico y potencial eléctrico explicaremos que son, como actúan e interactúan con el medio que los rodeo, presentaremos algunos ejemplos y también explicaremos como calcularlos y entenderlos, así mismo analizaremos y explicaremos como se relacionan e interactúan estos dos fenómenosentre si.

















CAMPO ELECTRICO
La imagen adjunta representa el campo eléctrico creado por una carga puntual, Q . Colocamos en varios puntos alrededor de la carga, Q, otra carga, q, positiva, a la que llamamos carga testigo o carga de prueba. En cada lugar, la carga que crea el campo, Q, ejerce  una determinada fuerza eléctrica, Fe sobre la carga testigo, q. Pordefinición, el campo electrostático en cada punto, E, es igual al cociente entre la fuerza ejercida sobre la carga testigo colocada ahí y el valor de dicha carga de prueba (E=Fe/q ;  Fe=q·E). Por lo tanto, el campo, E, se representa mediante un vector que tiene la misma orientación que la fuerza que sufre la carga testigo positiva y una longitud proporcional al valor de su intensidad, E.Siguiendo este procedimiento llenamos el espacio circundante a la carga Q de vectores que indican el campo que produce y la totalidad de tales vectores representa al campo electrostático en esa región. Las líneas de fuerza se trazan dibujando líneas tangentes a dichos vectores.
La representación obtenida muestra que el campo producido por una carga puntual es radial. Es decir, sus líneas sonabiertas y forman un haz centrado en la carga que lo crea. Si dicha carga es positiva, la líneas "nacen" de ella y se dirigen hacia el infinito. Si la carga productora del campo es negativa, las líneas vienen desde el infinito para "morir" en ella.
Para obtener la expresión que calcula el campo eléctrico en cada punto alrededor de la carga, Q, reiteramos el procedimiento de colocar ahí la cargade prueba, q, y luego dividir la fuerza que sufre dicha carga de prueba, entre la propia carga, q. Se obtiene que el campo eléctrico producido por una carga puntual, Q, a una cierta distancia, r, vale:


El campo eléctrico puede ser creado por varias cargas. Entonces, el vector que representa al campo resultante en cada punto se obtiene sumando los vectores-campo que produce cada una de ellas.El dibujo de las líneas del campo proporciona información cualitativa de cómo es la intensidad del campo, E, en cada lugar: Es más intenso en las regiones donde se aprietan las líneas de fuerza y más débil donde las líneas de fuerza quedan más separadas. En consecuencia, la intensidad del campo se relaciona con la densidad de las líneas de fuerza que lo representan.
 

 
Para muchasaplicaciones prácticas, en lugar de campos radiales interesa disponer de campos eléctricos uniformes y, a ser posible, de intensidad controlable. Un dispositivo capaz de conseguirlo es el condensador plano. Consta de dos placas metálicas enfrentadas y cargadas con la misma carga de signo opuesto. En el espacio interior entre ambas placas, las líneas del campo eléctrico resultan prácticamente paralelas,...