)a idea de Campo es la forma como *ic%ael Farada& e$plic+ la acci+n de una fuerza a distancia" como la fuerza eléctrica#
Concepto de Campo : Para la Física este concepto seala un vector en el espacio en el !ue" a cada punto de él" se le puede asociar una magnitud física la cual puede ser vectorial o escalar#
Campo Eléctrico : Se e$tiende %acia afuera de toda carga eléctrica Q, llamada carga generadora & e$iste en todo el espacio !ue rodea a esta carga# 'e este modo" si una segunda carga q’ se ubica cerca de la primera" e$perimentar( una fuerza eléctrica aplicada por el campo generado por Q
r
Se define el Campo Eléctrico E " en cual!uier unto en el espacio" como la Fuerza F e,ercida sobre una pe!uea carga de prueba q positiva colocada en dic%o punto" dividida por la magnitud de la carga de ésta# r
r
E = r
F q
El campo eléctrico es una magnitud vectorial cu&a unidad de medida en el S#I es: N C
)a direcci+n del Campo Eléctrico en un punto se define como la direcci+n de la fuerza eléctrica !ue se e,erce sobre una pe!uea carga positiva situada en dic%o punto#
)a intensidad del campo eléctrico es la magnitud o el valor del vector campo eléctrico# Este campo e$iste en forma independiente a la carga sobre la cual act-a" si esta carga de prueba se retira del espacio !ue rodea a la carga !ue genera el campo" este sigue existiendo pero la fuerza eléctrica no #
Campo Eléctrico 'ebido a una Carga Puntual
Si tenemos una carga puntual Q" situada a una distancia r de una carga de prueba" la magnitud del campo eléctrico en el punto donde est( ubicada q" ser(: E =
F q
'e acuerdo con la )e& de Coulomb" la magnitud de la fuerza sobre la carga de prueba q es: F =
K ⋅ Q ⋅ q r 2
.eemplazando la ecuaci+n anterior" obtenemos la magnitud del campo eléctrico a una distancia r debido a una carga puntual Q" seg-n: Q E
=
K
2
r
Esta relaci+n nos muestra !ue el campo eléctrico solo depende de la carga Q !ue produce el campo & de la distancia r al punto en donde se !uiere medir éste# Es independiente de la carga de prueba#
)íneas del Campo Eléctrico Líneas de Campo para una Carga Positiva
Líneas de Campo para una Carga Negativa
)as líneas de campo entre dos cargas se curvan & est(n dirigidas de acuerdo a los signos de las cargas# )a cantidad de líneas est( de acuerdo a su valor#
Campo Eléctrico /niforme
/n campo eléctrico en una regi+n es uniforme cuando presenta el mismo valor & direcci+n en todos los puntos de la regi+n#
/na manera de obtener un campo eléctrico uniforme es a través de dos placas paralelas cargadas# Entre éstas el campo est( orientado desde la placa positiva a la negativa & el vector E no cambia# r
Campo Eléctrico & Conductores )os conductores eléctricos manifiestan ciertas propiedades cuando est(n en e!uilibrio electrost(tico 0cuando sus electrones libres no tienen un movimiento neto dentro del conductor1 # )as propiedades se pueden resumir como: El campo Eléctrico ser( nulo en todos los puntos internos del conductor#
)as cagas eléctricas se encuentran distribuidas en la superficie del conductor#
El campo eléctrico en la superficie de un conductor es perpendicular a ella#
Energía Potencial Eléctrica
)a energía potencial la relacionamos con la capacidad de producir movimiento#
Si !ueremos mover una carga de prueba q %asta cierto punto dentro de un campo eléctrico generado por una carga Q" es necesario aplicar una fuerza para poder %acerlo & por lo tanto" realizar un traba,o contra las fuerzas eléctricas# Así la carga de prueba ad!uiere una energía potencial U # U
=
F ⋅r
⇒
U
=
Q⋅q K r
)a Energía potencial Eléctrica se mide en 0 J 1 & ser( positiva cuando la fuerza sea repulsiva#
Potencial Eléctrico
Corresponde a la energía potencial eléctrica por unidad de carga" en otras palabras: V =
U q
⇒ V = K
Q r
Su unidad de medida en el sistema internacional" es el 2olt 0V 1 " !ue corresponde a 0 J/C 1
Por e,emplo" un potencial de 334021 significa !ue en ese punto una carga de 56C 7" ad!uiere una energía de 3346 J 7
'iferencia de Potencial Eléctrico
)a energía potencial eléctrica por unidad de carga" varía de acuerdo a la distancia respecto de una carga generadora# Por lo tanto" e$iste una diferencia de potencial eléctrico 0V 1 entre dos puntos ubicados a diferentes distancias de la carga generadora de un campo eléctrico#
Se define como el traba,o realizado 0 W 1 por un agente e$terno por unidad de carga" independiente de la tra&ectoria seguida# W ∆V = q
En términos de la variaci+n de la energía potencial eléctrica" podemos escribir la relaci+n: ∆U =
q ⋅ ∆V
E,ercicios Propuestos
8allar la intensidad del campo eléctrico" en el aire" a una distancia de 94 cm de la carga ! 5 ;$54<=6C7# R:500[N/C]
'os cargas eléctricas de 96>C7 & ?@6>C7 est(n a dos metros# Calcular la intensidad de campo en el punto medio del trazo !ue une estas cargas# R:!x"0 # [N/C]
8allar la intensidad del campo eléctrico en el aire entre dos cargas puntuales de 34$54 <@6C7 & <;$54<@6C7" distantes 546cm7# 8aga lo mismo considerando !ue reemplaza la carga de <;$54 <@ por una de ;$54 <@C. R: x"0 5 [N/C]! 5#x"0 # [N/C]
