Electroparte2

Campo Eléctrico
Al igual que la interacción gravitacional, la interacción eléctrica es de
largo alcance. Es decir, no se requiere que exista un contacto entre las
partículas cargadas para que ejerzan una fuerza entre ellas. De alguna forma,
en este tipo de procesos, conocidos como de
acción a distancia, la fuerza entre las cargas se
transmite a través del espacio vacío.
Cuando Newton establecióen su Teoría
General de la Gravitación el concepto de
interacción a distancia los estudiosos de la
naturaleza se sintieron confundidos, ya que
consideraban debería existir un mecanismo a través del cual la fuerza
gravitacional debía transmitirse. Sin embargo, el enorme éxito de la teoría de
Newton, hizo que los estudiosos se reservaran
sus dudas. A finales del siglo XVIII el estudio de
lainteracción eléctrica y la magnética volvió a
sacar a la luz y replantear estos problemas
conceptuales.
En ese momento cualquier duda era
totalmente válida, por ejemplo: consideremos
dos partículas cargadas A y B que están fijas en
una cierta posición del espacio por lo que la
fuerza que ejercen entre ellas está dada por la
Ley de Coulomb. Si de repente la partícula A se
mueve, ¿la fuerza que ejerce A sobreB cambia instantáneamente, ó existe un
tiempo de retardo entre lo que A se mueve y B experimenta el cambio? Ya que
la Ley de la Gravitación y la Ley de Coulomb no dependen del tiempo,
deberíamos suponer que B debe de reaccionar
instantáneamente. ¿Pero qué pasaría si B estuviese
alejada de A por una distancia de 100,000 años luz?
¿A pesar de la distancia la reacción de B sería
instantánea? ¿Habráun retardo en la reacción de B y
si es así como lo calculamos? ¿Cómo sabe B que A
se ha movido? ¿Cómo se transmite la información?
Éstas y muchas otras preguntas prevalecieron hasta
que Michael Faraday propone la idea de campo.
Observando la regularidad de los patrones que se formaban al
espolvorear limadura de hierro alrededor de los imanes, Faraday sugiere que el
espacio alrededor de un imándebe de estar lleno de
la influencia magnética. De alguna forma, los imanes
modifican el espacio alrededor de ellos. Desde este
punto de vista, una pieza de hierro cerca de un imán
no responde directamente al imán sino a la alteración
del espacio generada por el imán. Esta alteración, o
lo que sea que es, es el mecanismo por el que se
ejerce la fuerza. En el caso de las partículas cargadas A y B, lacarga A
modifica el espacio y la carga B interactúa con este espacio modificado. Así
pues, la alteración del espacio se vuelve el agente a través del cual A y B
interactúan. Más aún, puede pensarse que a esta alteración le tomará un

A

B
F

tiempo finito ir de A a B. De esta forma, la interacción entre B y sus alrededores
es una interacción local más que una fuerza de contacto.
La idea deFaraday es lo que ahora conocemos como el concepto de
campo. Desde el punto de vista matemático el campo representa una función
f(x,y,z) que asigna un valor a cada punto del espacio. La alteración del espacio
alrededor de una masa será llamado campo gravitacional y de forma similar el
espacio alrededor de una carga es alterado para crear el campo eléctrico. El
campo eléctrico es un campo vectorial yaque a cada punto del espacio le
asocia un vector.
Obsérvese que el concepto de campo es totalmente distinto al concepto
de partícula. Una partícula existe en un punto del espacio y el propósito de la
segunda ley de Newton es determinar como una partícula se mueve de un
punto del espacio a otro, describiendo una trayectoria. Un campo existe
simultáneamente en todos los puntos del espacio.
Así pues,las cargas interactúan vía el campo eléctrico. Cualquier
partícula cargada genera un campo eléctrico y en presencia de un campo
eléctrico las cargas eléctricas experimentan una fuerza F.
El campo eléctrico E en un punto en el espacio está definido como la
fuerza eléctrica F que actúa sobre una carga de prueba q0 colocada en ese
punto, dividida por la magnitud de la carga de prueba:
E=

F
.
q0...