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Electromagnetismo – 2002

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2 – Campos (1) - Las ecuaciones del campo electrostático
En este Capítulo comenzamos la descripción de los campos electromagnéticos. Comenzamos con los fenómenos estáticos, en los cuales los cuerpos cargados están en
reposo entre sí. Esta hipótesis simplifica la descripción de las interacciones eléctricas,
y forma la base para descripciones de situaciones máscomplejas.
• Esta simplificación, cuando hay sólo dos partículas cargadas en interacción, lleva
a la llamada ley de Coulomb que fue descubierta experimentalmente por CharlesAugustin de Coulomb en base al método de la balanza de torsión.
• La interacción electrostática de más de dos partículas se describe a partir de las
interacciones de a pares por el principio de superposición.
• La ley de Coulomb y lasuperposición contienen toda la física de la interacción
electrostática. Este es un modelo de acción a distancia , donde una partícula ejerce una acción sobre la otra aunque no haya contacto físico. Esto genera problemas
cuando se quiere extrapolar estas leyes a partículas en movimiento relativo.
• Por esto se ha inventado el modelo de campo, donde una partícula crea una perturbación del espaciollamada campo, que es la responsable de la acción dinámica
sobre la segunda partícula en su posición del espacio. El modelo de campo es un
modelo local.
• Definido el campo eléctrico asociado a interacciones estáticas o campo electrostático, el resto del capítulo se dedica a analizar sus propiedades. Por superposición, se generaliza la expresión del campo creado por una carga puntual a un
conjuntodiscreto de cargas puntuales y luego a una distribución continua de carga, lo que lleva a la noción de densidad de carga.
• De acuerdo al teorema de Helmholtz, todo campo vectorial está definido a partir
de su divergencia y su rotor, que están ligados a la distribución de fuentes escalares y vectoriales, respectivamente, del campo.
• La divergencia del campo eléctrico es proporcional a la densidadde carga eléctrica. La forma integral de esta propiedad se conoce como ley de Gauss, y constituye
el método más sencillo para obtener el campo creado por distribuciones de carga
de alta simetría.
• El rotor del campo electrostático es cero. Entonces el campo electrostático es conservativo. Por lo tanto, es posible expresarlo como el gradiente de un campo escalar, conocido como potencialelectrostático, ya que está asociado a la energía
potencial que adquiere un cuerpo cargado cuando se lo coloca en un campo. En
muchas situaciones es más fácil calcular el potencial que el campo y se proveen
varios ejemplos de estos cálculos.
• Desde el punto de vista de su comportamiento eléctrico, los materiales se clasifican como conductores, semiconductores o aisladores (o dieléctricos). Se presentan laspropiedades básicas del campo electrostático cuando estos materiales están
presentes. En el próximo capítulo se profundiza esta descripción.

• Finalmente se presenta brevemente una aplicación tecnológica de las nociones
electrostáticas: el fenómeno de la descarga electrostática (ESD) que es de fundamental importancia en la manipulación y empaque de dispositivos electrónicos.
Departamento deFísica – Facultad de Ingeniería – Universidad de Buenos Aires – www.fi.uba.ar

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Carga eléctrica. Cuerpos cargados. Inducción electrostática.
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia. Todos los cuerpos
materiales están formados por partículas cargadas, que interaccionan entre sí produciendo fuerzas de cohesión. Esta interacción eléctrica entrepartículas cargadas
puede ser de atracción (como en el caso de la interacción gravitatoria) o de repulsión. Este hecho lleva a la clasificación de la carga eléctrica en dos variantes, que se
identifican mediante su signo: partículas cargadas con carga de igual signo se repelen, partículas cargadas con cargas de distinto signo se atraen. Por este motivo la
interacción eléctrica es de mayor complejidad...