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Teoría Electromagnética
Ley de Coulomb e Intensidad de campo
eléctrico

LEY DE COULOMB (1736-1806)
En este documento se va a profundizar sobre el aporte de la ley de Coulomb al
estudio de las fuerzas entre cargas eléctricas y en general al estudio de los
campos eléctricos. El físico e ingeniero Francés el coronel Charles Coulomb, fue
el primero en postular una de las leyes fundamentalesde la electrostática de
forma cuantitativa, construyó una balanza de torsión para medir la fuerza que
ejercen entre sí dos cargas eléctricas. Utilizando esta balanza y con varios
objetos de prueba, tales como pequeñas esferas cargadas igualmente o de
cargas diferentes, comprobó lo que se enuncia en el núcleo de conocimiento,
que la magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con queinteractúan dos
cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la
magnitud de estas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que
las separa. En honor a su nombre se denominó Coulomb a la unidad de medida
de la carga eléctrica y se representa por la letra (C).
La ley de Coulomb es una ley experimental, que trata de una fuerza vectorial
asociada a un vectorunitario, depende de la distancia entre las cargas. También
se observa que la fuerza entre las dos cargas puede ser de repulsión ó de
atracción dependiendo de su polaridad.

Figura 1. Fuerza entre cargas (Ley de Coulomb)

La expresión final establecida por Coulomb es la siguiente:

(N)

[1]

Como toda fuerza es expresada en Newton, las unidades de sus componentes
según lo establecido porel sistema internacional de unidades son:

 Q1 y Q2 en C
 ϵ0 es 8,854*10-12 F/m
 R en m

Nota:
La notación vectorial en este
documento se tratará como
letras en negrilla.
Ejemplo: vector unitario

āρ = aρ

(Permitividad eléctrica del vacío)

Universidad Industrial de Santander
Facultad de Ingenierías Físico-mecánicas
Escuela de ingeniería eléctrica, electrónica y detelecomunicaciones

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Teoría Electromagnética
Ley de Coulomb e Intensidad de campo
eléctrico

Para la aplicación de la ley de Coulomb dada por la ecuación [1], no se tienen
en cuenta las dimensiones de las cargas para su cálculo, pues estas tienen
valores que se pueden considerar despreciables comparados con cantidades de
mayor relevancia, como por ejemplo la distancia R que las separa
Siempreque se consideran dos cuerpos cargados y en reposo o con
movimientos muy pequeños la intensidad de las fuerzas atractivas o repulsivas
(depende del signo de las cargas) que se ejercen entre sí, se pueden determinar
con ésta misma expresión [1]. Esta fuerza de interacción también depende de la
naturaleza del medio que les rodea.
Debido a que las fuerzas entre cargas son fuerzas deinteracción, entonces las
fuerzas eléctricas se aplican en los respectivos centros de las cargas y están
dirigidas a lo largo de la línea que las une. Cuando se tienen dos cargas
separadas una distancia considerablemente grande, el efecto mutuo se puede
considerar despreciable, es decir la fuerza entre ellas va a tender a cero.
De la ecuación [1] se observa que esta fuerza no está definida para R=0 y quees una ecuación simétrica. Esta fuerza experimentada por las cargas es una
fuerza mutua, que satisface el principio de acción y reacción (3ª ley de Newton).
Las cargas entre sí, experimentan una fuerza de la misma magnitud, pero de
dirección opuesta, es decir:

F12 = - F21
Como es claro en la ecuación [1] se observa que la fuerza establecida por
Coulomb depende inversamente del cuadradode la distancia, lo que la hace
similar a la ley de gravitación universal de Newton ya que ambos principios
obedecen a una ley matemática casi idéntica, aunque las dos fueron estudiadas
por separado y en tiempos diferentes. A continuación se muestran ambas leyes:

Análogas
Ley de Coulomb

[2]
Ley de gravitación universal

Nota:
Las leyes de Coulomb y de
gravitación universal
son...