Campo electrico

Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las cargas individuales; .
El 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.[1] Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una cargaeléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:
(1)
En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.[2]
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Lasprimeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene 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 el principio 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.
Contenido[ocultar] * 1 Definición * 1.1 Definiciónmediante la ley de Coulomb * 1.2 Definición formal * 2 Descripción del campo eléctrico * 2.1 Ley de Gauss * 2.2 Ley de Faraday * 3 Expresiones del campo eléctrico * 3.1 Campo electrostático (cargas en reposo) * 3.2 Líneas de campo * 3.3 Campo electrodinámico (movimiento uniforme) * 3.4 Campo electrodinámico (movimiento acelerado) * 4 Energía delcampo eléctrico * 5 Véase también * 6 Referencias * 7 Enlaces externos |
[editar] Definición
La definición más intuitiva acerca del campo eléctrico se la puede estudiar 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 ycompleta acerca del campo requiere el uso de cuadrivectores y el principio de mínima acción. A continuación se describen ambas.
[editar] Definición mediante la ley de Coulomb

Campo eléctrico de una distribución lineal de carga. Una carga puntual P es sometida a una fuerza en direccion radial por una distribucion de carga λ en forma de diferencial de linea (dL), lo que produce un campo eléctrico .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:[1]

Donde:
es la permitividad eléctrica del vacío tiene que ver con el sistema internacional,
son las cargas que interactúan,
es la distancia entre ambas cargas,
, es el vector de posición relativa de la carga 2 respecto a la carga1.
y es el unitario en la dirección . Nótese que en la fórmula se está usando ε0, esta es la permitividad en el vacío. Para calcular la interacción en otro medio es necesario cambiar la permitividad de dicho medio. (ε = εr.ε0)
La ley anterior presuponía que la posición de una partícula en un instante dado, hace que su campo eléctrica afecte en el mismo instante a cualquier otra carga. Ese tipode interacciónes en las que el efecto sobre el resto de partículas parece dependender sólo de la posición de la partícula causante sin importar la distancia entre las partículas se denomina en física acción a distancia. Si bien la noción de acción a distancia fue aceptada inicialmente por el propio Newton, experimentos más cuidados a lo largo del siglo XIX llevaron a desechar dicha noción como...