campo eléctrico
Páginas: 5 (1250 palabras)
Publicado: 22 de octubre de 2013
CAMPO ELÉCTRICO
Es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación: .
En los modelos relativistas actuales, el campoeléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético. Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la “Ley de Coulomb”, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de MichaelFaraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tienen en cuenta la variación del campo magnético.
Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar elprincipio de inducción electromagnética en el año 1832.
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
La presencia de carga eléctrica es una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar uncampo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza.
El campo eléctrico se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico, definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta unacarga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva).
La definición más intuitiva del campo eléctrico se la puede dar mediante la “Ley de Coulomb”. Esta ley, una vez generalizada, permite expresar el campo entre distribuciones de carga en reposo relativo. Sin embargo, para cargas en movimiento se requiere una definición más formal y completa, se requiere el uso decuadrivectores y el principio de mínima acción. A continuación se describen ambas.
Debe tenerse presente de todas maneras que desde el punto de vista relativista, la definición de campo eléctrico es relativa y no absoluta, ya que observadores en movimiento relativo entre sí medirán campos eléctricos o “partes eléctricas” del campo electromagnético diferentes, por lo que el campo eléctrico medidodependerá del sistema de referencia escogido.
Definición mediante la “Ley de Coulomb”
Partiendo de la “Ley de Coulomb” que expresa que la fuerza entre dos cargas en reposo relativo depende del cuadrado de la distancia, matemáticamente es igual a:
Donde:
: Es la permitividad eléctrica del vació tiene que ver con el sistema internacional,
Son las cargas que interactúan,
Es la distanciaentre ambas cargas,
Es el vector de posición relativa de la carga 2 respecto a la carga 1.
Y Es el unitario en la dirección . Nótese que en la fórmula se está usando , esta es la permitividad en el vació. Para calcular la interacción en otro medio es necesario cambiar la permitividad de dicho medio. ()
La ley anterior presuponía que la posición de una partícula en un instante dado, haceque su campo eléctrico afecte en el mismo instante a cualquier otra carga. Ese tipo de interacciones en las que el efecto sobre el resto de partículas parece depender sólo de la partícula causante sin importar la distancia entre las partículas de denomina en física acción a distancia. Si bien la noción de acción a distancia fue aceptada inicialmente por el propio Newton, experimentos más cuidados...
Es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación: .
En los modelos relativistas actuales, el campoeléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético. Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la “Ley de Coulomb”, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de MichaelFaraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tienen en cuenta la variación del campo magnético.
Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar elprincipio de inducción electromagnética en el año 1832.
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
La presencia de carga eléctrica es una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar uncampo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza.
El campo eléctrico se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico, definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta unacarga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva).
La definición más intuitiva del campo eléctrico se la puede dar mediante la “Ley de Coulomb”. Esta ley, una vez generalizada, permite expresar el campo entre distribuciones de carga en reposo relativo. Sin embargo, para cargas en movimiento se requiere una definición más formal y completa, se requiere el uso decuadrivectores y el principio de mínima acción. A continuación se describen ambas.
Debe tenerse presente de todas maneras que desde el punto de vista relativista, la definición de campo eléctrico es relativa y no absoluta, ya que observadores en movimiento relativo entre sí medirán campos eléctricos o “partes eléctricas” del campo electromagnético diferentes, por lo que el campo eléctrico medidodependerá del sistema de referencia escogido.
Definición mediante la “Ley de Coulomb”
Partiendo de la “Ley de Coulomb” que expresa que la fuerza entre dos cargas en reposo relativo depende del cuadrado de la distancia, matemáticamente es igual a:
Donde:
: Es la permitividad eléctrica del vació tiene que ver con el sistema internacional,
Son las cargas que interactúan,
Es la distanciaentre ambas cargas,
Es el vector de posición relativa de la carga 2 respecto a la carga 1.
Y Es el unitario en la dirección . Nótese que en la fórmula se está usando , esta es la permitividad en el vació. Para calcular la interacción en otro medio es necesario cambiar la permitividad de dicho medio. ()
La ley anterior presuponía que la posición de una partícula en un instante dado, haceque su campo eléctrico afecte en el mismo instante a cualquier otra carga. Ese tipo de interacciones en las que el efecto sobre el resto de partículas parece depender sólo de la partícula causante sin importar la distancia entre las partículas de denomina en física acción a distancia. Si bien la noción de acción a distancia fue aceptada inicialmente por el propio Newton, experimentos más cuidados...
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