Campo Eléctrico - Teoría

TEMA 1
CAMPO ELÉCTRICO
1. Naturaleza eléctrica de la materia
Desde la antigüedad se conoce la existencia de una interacción entre los objetos
materiales que no se pone de manifiesto en
todo momento, como ocurre con el peso. Sólo
se aprecia directamente cuando la materia está
en un estado determinado; cuando está electrizada. De todos es conocido el efecto de frotar
una varilla de plásticoo de vidrio: estas sustancias adquieren entonces la propiedad de atraer
pequeños objetos.
Hoy se sabe que la interacción eléctrica
tiene su origen en una propiedad de las particulas elementales llamada carga eléctrica. A
diferencia de la masa, que existe bajo una
única forma, la carga puede ser de dos tipos,
que designamos como positiva y negativa. Esto
se evidencia en el hecho de que loscuerpos
electrizados pueden atraerse o repelerse. Hay
partículas que carecen de carga y se dice que
son neutras.
A pesar de que la fuerza entre cargas
eléctricas es mucho más intensa que la atracción gravitatoria, no la percibimos en condiciones normales. La razón es que la materia
ordinaria está compuesta por partículas con
carga positiva (protones) y otras con carga
igual pero negativa(electrones), además de las
que no tienen ninguna carga o neutrones.
En una muestra de materia común hay
el mismo número de protones que de electrones, por lo que sus efectos eléctricos sobre
otros cuerpos tienden a cancelarse. Sólo se
perciben cuando hacemos que la muestra tenga un exceso o defecto de electrones transfiriéndolos a otro lugar. Es lo que ocurre cuando
se frota una varilla devidrio (pierde electrones
y adquiere carga +) o una de baquelita (gana
electrones y se carga negativamente).
Sin embargo la carga total no sufre
variación; se conserva. Lo que ocurre es que
los electrones se transfieren al paño con que
se frota o son cedidos por él, quedando con
una carga igual y opuesta a la del cuerpo
electrizado.
Un cuerpo cargado atrae a otro neutro
porque atrae a lascargas de signo contrario y
repele a las del mismo signo, produciendo una
separación o polarización de las cargas del
cuerpo neutro. Como veremos, la fuerza electrostática disminuye con la distancia, por lo que

Tema 1

Campo eléctrico

la atracción es más intensa que la repulsión. Si
entran en contacto, el exceso de cargas puede
repartirse entre los dos cuerpos, que entonces
serepelerán.
Una cantidad de carga cualquiera sólo
puede ser múltiplo entero de la carga del electrón. Decimos que está cuantizada, que se presenta en cantidades discretas o cuantos. Si
bien la carga elemental es muy pequeña, no es
infinitesimal; por tanto, cuando hablemos de diferenciales de carga dq entenderemos que se
trata de una cantidad pequeña a escala macroscópica pero grande a escalaatómica.
La interacción eléctrica es la responsable de la estructura de los elementos y compuestos químicos que forman la materia. Los
electrones de un átomo se unen a los protones
del núcleo mediante fuerzas eléctricas. A su
vez, los átomos se unen entre sí de diversas
formas en virtud de atracciones eléctricas o
enlaces. La manera en que se realizan dichos
enlaces da lugar a la enorme variedadde
sustancias, con sus propiedades tan diferentes:
desde el estado de agregación (sólidos, líquidos o gases) hasta la conductividad, todas
tienen su origen y explicación en las interacciones entre cargas.
Por ejemplo, en algunas sustancias los
electrones están fuertemente ligados a los núcleos y su movilidad es escasa: se dice que
son aislantes eléctricamente. Sin embargo hay
otras, como losmetales, que tienen electrones
prácticamente libres para desplazarse por la
sustancia y son capaces de transportar la carga
eléctrica: decimos que son conductores. En
realidad hay toda una gama entre uno y otro
extremo.
En resumen:
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Las cargas eléctricas existen bajo dos
formas: positivas y negativas. Las cargas
del mismo signo se repelen y las de distinto signo se atraen.

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