campo eléctrico
concepto
El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:
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En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.2
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.
Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
Fórmulas de campo eléctrico
Ejemplo de campo eléctrico
: Son aquellas líneas trazadas en un campo eléctrico de una ¿rea cargada eléctricamente de tal modo que sean tangentes a ella en cada punto. Cabe destacar las siguientes propiedades de las líneas de fuerza: No hay línea de fuerza que empiece o termine en el espacio que rodea las cargas. Todas las líneas de fuerza divergen radialmente a partir de las cargas positivas, mientras que convergen radialmente hacia las cargas negativas. Las líneas de fuerza nunca se cruzan. Intensidad del campo eléctrico: Es igual al cociente de dividirla fuerza (F) que recibe la carga de prueba entre su valor (q2), cuando la carga de prueba se coloca en el punto considerado.
F=N
q2=C
E=N/C
k=9x109
Nm2/C2
r=m
E=F/q2=(k)q2/r2
EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN: Calcular la intensidad del campo eléctrico de una carga de prueba de 3x10-8 C que recibe una fuerza de 7.2x1 0-10 N.
E=F/q2=7.2x10-10N/3x10-8C=2.4 x 10-2 N/C
Exposición
Mapa conceptual