campo electrico

Campo eléctrico 1: Distribuciones
discretas de carga
Introducción
Carga eléctrica
Conductores y aislantes y carga por inducción
Ley de Coulomb
El campo eléctrico
Líneas de campo eléctrico
Movimiento de cargas puntuales en campos eléctricos
Dipolos eléctricos en campos eléctricos

Introducción
En este capitulo comenzaremos el estudio de
la electricidad con una pequeña discusión sobreel
concepto de carga eléctrica, seguida de una breve
introducción al concepto de conductores y
aislantes y al modo en que un conductor toma una
carga.

A continuación estudiaremos la ley de

Coulomb que describe la fuerza ejercida por una
carga eléctrica sobre otra.

Posteriormente

introduciremos el campo eléctrico y veremos
cómo puede describirse mediante las lineas de
campo, lascuales indican la magnitud y dirección
del

campo.

Por

último,

discutiremos

el

comportamiento de las cargas puntuales y los
dipolos en campos eléctricos.

Carga eléctrica
• Carga por frotamiento:
Al frotar el plástico con piel o
el vidrio con seda, estas
sustancias se «electrifican» o
«cargan».
El plástico frotado con una
piel adquiere una carga
negativa y la pieladquiere
una carga positiva de igual
magnitud.
El vidrio frotado con un paño
de seda adquiere una carga
positiva y la piel una carga negativa de igual magnitud.
• Constitución de la materia:
Átomos
Núcleo:
Protones y neutrones
Corteza:
Electrones
• La carga está cuantizada: Todas las cargas se presentan
en cantidades enteras de la unidad fundamental de carga
e,

Q = ± Ne .

Cuandoel vidrio se frota con un paño de seda, se
transfieren electrones del vidrio a la seda y por tanto, ésta
adquiere un número en exceso de electrones y el vidrio
queda con un déficit de estas partículas, la seda se carga
negativamente.
• La carga se conserva: Cuando los objetos están en
íntimo contacto, como ocurre al frotarles entre sí, los
electrones se transfieren de un objeto al otro. Unobjeto
queda con un número en exceso de electrones y se carga,
por tanto, negativamente y el otro queda con un déficit de
electrones y su carga es positiva. En este proceso la
carga no se crea, sino simplemente se transfiere. La
carga neta de los dos objetos considerada globalmente no
cambia.
• La unidad SI de carga es el culombio.

Conductores y aislantes. Carga por inducciónConductores y aislantes
• Conductores: Los electrones pueden moverse
libremente en el seno del material.

• Aislantes :

Los electrones están ligados a los átomos

próximos y ninguno puede moverse libremente.
Electroscopio: Dispositivo para la detección de carga
eléctrica.

Inducción electrostática o carga por inducción:
• Los electrones libres son atraídos al lado próximo de la
barrapositiva, dejando el extremo opuesto con carga
positiva.
• Se conecta a tierra la esfera con la barra cargada presente,
aquélla adquiere una carga opuesta a la de la barra.
• La conexión a tierra se interrumpe antes de retirar la
barra para completar la carga por inducción
• Se retira entonces la barra, la esfera queda con carga
negativa y uniformemente distribuida como indica la
figura.

Leyde Coulomb
La fuerza ejercida por una carga sobre otra fue estudiada
por Charles Coulomb (1736-1806) mediante una balanza de
torsión similar a la balanza de Cavendish. Como las esferas
cargadas eran mucho menores que la distancia entre ellas,
las cargas podían considerarse como puntuales.
Los resultados de los experimentos sobre las fuerzas
ejercidas por una carga puntual sobre otra, seresumen en la
La fuerza de atracción o repulsión entre cargas tiene la
dirección de la recta que las une y es directamente
proporcional al producto de las cargas e inversamente
proporcional a la distancia que las separa.

La ley de Coulomb puede establecerse más simplemente
utilizando una expresión matemática. Sean q 1 y q2 , las dos
cargas puntuales separadas una distancia r12, que es el...