Tema 6. Electroctatica

 Física 2º Bachillerato 

Tema 6: Campo Eléctrico
6.1.- Introducción
En el capítulo anterior vimos que cuando introducimos una partícula en el espacio vacío, ésta lo modifica,
haciendo cambiar su geometría, de modo que otra partícula que se sitúa en él, estará sometida a una acción
debida a la deformación producida por la primera, es decir; las partículas interaccionan por medio de loscampos
que ellas crean.
Dijimos también que llamamos campo a toda región del espacio tal que en cada uno de sus puntos se ponen de
manifiesto valores iguales o distintos de una magnitud física.
Campo Eléctrico es un campo vectorial de fuerzas cuya magnitud activa es la carga.

6.2.- Carga Eléctrica
Es una magnitud escalar. En los problemas de interacción electrostática suponemos que la carga deun cuerpo está concentrada en el centro de éste, por lo que hablaremos de cargas puntuales. La unidad de
carga es el Culombio [C] y como es una unidad muy grande se suelen utilizar submúltiplos. Existe otra unidad
de carga que es el Franklin. (1 C=3·109 uee)

6.3.- Ley de Coulomb
La ley de Coulomb, nos indica que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales Q1 y
Q2separadas una distancia r, es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Esta fuerza es un vector que tiene como dirección la recta que une el centro de cada una de las cargas y se
calcula mediante la expresión:


F21


 F21

Q1


F12


F21   F12


 F12

Q2


Q ·Q
ˆ
F  K· 1 2 2 ·r
r
ˆDonde el vector r es un vector unitario en la dirección de la recta que une las dos cargas, y K es una
constante que depende del medio eléctrico interpuesto entre las cargas, soliendo expresarse de la siguiente
forma:
1
K
4 r · o
Con lo que la Ley de Coulomb queda:

Q ·Q
1
· 1 2 2 ·ˆ
F
r
4 r · o r

 r es una constante denominada permitividad relativa, o constantedieléctrica relativa del medio.
 o es otra constante que recibe el nombre de constante dieléctrica del vacío o permitividad del vacío.
© Raúl González Medina 2011                                                                               Campo Eléctrico 

 

VI-1

 Física 2º Bachillerato 

El producto de ambas:    r · o se llama constante dieléctrica absoluta del medio interpuesto entrecargas.
En el S.I. el valor de  o es:

o 

1
 8,8·10 12 C 2 · N 1 ·m2
4 ·9·10 9

Sustituyendo este valor en la expresión general de Coulomb, tendremos:
F  K·

Q1 ·Q2
Q ·Q
Q ·Q
1

· 1 2 2  9·109 1 22
2
1
 r ·r
r
r
4 o ·
4 ·9·10 9

Que es la expresión más usual de la ley de Coulomb.
En la siguiente tabla aparecen reseñados los valores de las constantesdieléctricas relativas y absolutas de
algunos dieléctricos:
Sustancia

r

   r · o

Vacío
Aire
Agua

1
1,0006
81

8,85·10-12 C2·N-1·m-2
8,85·10-12 C2·N-1·m-2
717·10-12 C2·N-1·m-2

Cuando trabajemos en el vacío, que eso será lo más habitual, la ley de Coulomb será:

Q ·Q
ˆ
F  K· 1 2 2 ·r
r

Donde K=9·109 N·m2·C-2

El signo de la fuerza, depende del signo de las cargaseléctricas. Si las cargas son del mismo signo la fuerza es
positiva (repulsiva) y si tienen signos opuestos es negativa (atractiva).
Ejemplo  1:  Calcular  con  qué  fuerza  se  repelen  dos  cargas  puntuales  positivas  de  5  y  2  micro  culombios,  situadas  en  el  vacío  a  una 
distancia de 3 mm. 
 

F  9·109 N ·m2 ·C 2 ·

5·10 6 C·2·10 6 C



1· 3·10 3 m



2

10 4 N  

 
Ejemplo 2: Dos cargas eléctricas iguales, a 20 cm de distancia entre sí, en el vacío, se repelen con 1N de fuerza. ¿cuánto valen las cargas 
eléctricas?. 
 
Como ambas cargas son iguales, la ley de Coulomb es de la forma:      F  K
 por tanto, si despejamos Q, tenemos:         Q  r

F
 2·10 2 m·
K

Q·Q
Q2
K 2  
2
r
r

1N
  2,1 C
N ·m2
9·109
2
C...