Campo Electrico

El Campo El´ctrico e
1. Introducci´n o

− Definimos el campo el´ctrico como aquella regi´n del espacio en la que cualquier carga e o situada en un punto de dicha regi´n experimenta una acci´n o fuerza el´ctrica. o o e e − El campo el´ctrico, introducido por primera vez por Faraday en la primera mitad del siglo XIX, constituye frente a la ley de Coulomb una forma nueva de describir lainteracci´n o entre dos cargas el´ctricas en reposo: e la ley de Coulomb es una ley de acci´n a distancia, como la ley de la gravitaci´n unio o versal de Newton para la interacci´n gravitatoria entre dos masas puntuales: seg´ n o u la ley de Coulomb, cuando tenemos una cierta carga puntual q, y situamos otra carga puntual q a una cierta distancia r de la primera, la carga q experimentar´ de forma ainstant´nea y a distancia una fuerza que, seg´ n la ley de Coulomb, es proporcional a u al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. usando el concepto de campo, la interacci´n entre dos cargas el´ctricas se describe o e de una forma muy distinta: de acuerdo con esta interpretaci´n, la carga q da lugar o a una alteraci´n (o cambio) en las propiedades delespacio que la rodea, de modo o que cualquier carga q situada en un punto de dicha regi´n experimenta una aco ci´n el´ctrica. Dicho de otro modo, la carga q produce algo en el espacio que la o e rodea, y este algo act´ a sobre cualquier carga situada en un punto de dicho espau cio, produciendo la fuerza que act´ a sobre dicha carga. Este espacio, dotado de una u propiedad nueva debido a la cargaq, es lo que hemos denominado campo el´ctrico. e − El campo el´ctrico tiene su origen en cargas el´ctricas (cargas puntuales, distribuciones e e continuas de carga o todas ellas al mismo tiempo). Las cargas que dan lugar a un campo el´ctrico dado suelen recibir el nombre de cargas fuente. e − El concepto de campo fue introducido, como hemos dicho antes, por primera vez por Faraday para describirlas interacciones el´ctricas. En la actualidad, desempe˜ a un papel e n fundamental en la F´ ısica: todas las interacciones conocidas se describen en t´rminos del e concepto de campo.

2.

El Vector Intensidad de Campo El´ctrico e

− Para que el concepto de campo sea util es necesario encontrar una cantidad f´ ´ ısica que permita caracterizar adecuadamente en cada punto del espacio el campocreado por una distribuci´n de cargas dada. o − Esta cantidad es una magnitud vectorial, que se designa mediante la letra E, y que recibe e e el nombre de vector intensidad de campo el´ctrico, vector campo el´ctrico, o simplemente campo el´ctrico. Definimos el vector campo el´ctrico E en un punto e e como la fuerza que se ejerce sobre una carga prueba positiva q 0 colocada en dicho punto

1dividida por el valor de la carga prueba q0 o, dicho de otro modo, la fuerza que se ejerce en dicho punto sobre la unidad de carga positiva: E= Fq0 , q0 (1)

donde Fq0 es la fuerza que se ejerce en dicho punto sobre la carga prueba q0 . Por tanto, para determinar E en un punto se sit´ a una carga prueba q0 en dicho punto y se mide la u fuerza Fq0 que se ejerce sobre ella; el valor de E se obtendr´entonces usando (1). a − En relaci´n a E es interesante hacer notar los siguientes puntos: o las unidades de E en el sistema internacional son de Newton/Culombio; el valor de E depende s´lo del punto en que se mide y de la distribuci´n de cargas o o que crea el campo, pero no de la carga prueba q0 usada para determinar E mediante la relaci´n (1). Se trata por tanto de una cantidad caracter´ oıstica de la distribuci´n o de cargas que crea el campo y del punto considerado. una vez conocido el campo E en un punto, se puede determinar inmediatamente la fuerza que se ejercer´ sobre una carga cualquiera q0 en dicho punto. De (1): a Fq0 = q 0 E (2)

dado que el campo el´ctrico lo describimos en cada punto mediante una magnitud e vectorial (E) decimos que el campo el´ctrico es un campo...