Campo Eléctrico
Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] Nota: También puede interesar el contenido referente al Campo Electromagnético.
Un campo eléctrico es una condición en el espacio en la vecindad de un cuerpo cargado eléctricamente tal que las fuerzas debidas a la carga son detectables. Existe un campo eléctrico (o campo electrostático) en una región si una carga eléctrica en reposo en la región experimenta una fuerza de origen eléctrico. Dado que una carga eléctrica experimenta una fuerza si se encuentra en las proximidades de un cuerpo cargado, existe un campo eléctrico que rodea al cuerpo cargado. Véase también: Carga eléctrica
Los campos eléctricos y los campos magnéticos -conocidos colectivamente como campos electromagnéticos- son una manifestación de la fuerza fundamental de la naturaleza conocida como electromagnetismo. Las cargas eléctricas de la misma polaridad se repelen, mientras que las de polaridad opuesta se atraen. Esta atracción une los electrones con carga negativa a los núcleos atómicos con carga positiva, formando los átomos. Los enlaces químicos entre los átomos son también el resultado de la atracción mediada por el campo eléctrico. Véase también: Átomo; Núcleo atómico; Enlace químico; Electricidad; Campo electromagnético; Electromagnetismo; Electrón; Partícula elemental; Interacciones fundamentales
Intensidad de campo
La intensidad de campo eléctrico (o intensidad de campo) E en un punto de un campo eléctrico tiene una magnitud dada por el cociente obtenido cuando la fuerza F que actúa sobre una carga de prueba q’ (q-prima) colocada en ese punto se divide por la magnitud de la carga de prueba q’. Así, la intensidad de campo E define la fuerza por unidad de carga. Una carga de prueba q’ es aquella cuya magnitud es lo suficientemente pequeña como para que altere de forma despreciable el campo en el que está colocada. La dirección de E en el punto es la dirección de la fuerza F sobre una carga de prueba positiva colocada en el punto. Por lo tanto, E se define como una función vectorial puntual porque tiene una magnitud y una dirección definidas en cada punto del campo.
Principio de superposición
La intensidad de campo eléctrico (o intensidad de campo) E es un vector, dirigido a lo largo del radio vector desde la carga puntual; E positivo se dirige lejos de una carga positiva o hacia una carga negativa. Para un conjunto de cargas, el campo resultante es, por el principio de superposición, la suma vectorial de las componentes del campo debidas a las cargas individuales. Esta suma puede realizarse directamente, pero en casos prácticos el teorema de Gauss -denominado así por el matemático, físico y astrónomo alemán Carl Friedrich Gauss- ofrece a menudo un método más potente y conveniente. Véase también: Ley de Coulomb; Teorema de Gauss
Desplazamiento eléctrico
La densidad de flujo eléctrico o el desplazamiento eléctrico D en un material dieléctrico (no conductor de la electricidad) se relaciona con E mediante algunas ecuaciones equivalentes, donde P es la polarización del medio, y ε es la permitividad del dieléctrico, que se relaciona con ε0 mediante la ecuación ε = εrε0, siendo εr la permitividad relativa del dieléctrico. En el espacio vacío, D = ε0 E. Las unidades de D son culombios por metro cuadrado. Véase también: Permitancia; Polarización de los dieléctricos
Además de los campos electrostáticos producidos por las separaciones de cargas eléctricas, también se produce un campo eléctrico por un campo magnético cambiante. El área de la superficie delimitada por la trayectoria de integración es A, y la dirección de d A, un elemento vectorial infinitesimal de esta área, es la dirección del pulgar de la mano derecha cuando los dedos rodean la trayectoria de integración en el sentido general de E. (Nótese que un vector infinitesimal es un elemento vectorial que tiene una amplitud cercana a cero pero que no es cero).
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):
Datos verificados por: Thompson
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Véase También
Capacitancia; Ley de inducción de Faraday; Ecuaciones de Maxwell
Inducción electromagnética; Potenciales
Electromagnetismo clásico
Electricidad
Historia de la teoría electromagnética
Campo óptico
Magnetismo
Tubo de Teltron
Teledeltos, un papel conductor que puede utilizarse como un simple ordenador analógico para modelar campos
Electrostática
Cantidades físicas
Electromagnetismo
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La acción a distancia provocada por las cargas eléctricas puede explicarse cualitativamente por el hecho de que modifican las propiedades locales del espacio creando un campo, que es “sentido” por las cargas eléctricas microscópicas presentes en los trozos de papel, o por otro cuerpo electrizado. A su vez, las cargas eléctricas del otro cuerpo electrizado “sienten” este campo eléctrico y experimentan una fuerza en contrapartida, ya sea atractiva o repulsiva dependiendo de si las cargas de los dos cuerpos son de signos opuestos o iguales. La atracción de los trozos de papel inicialmente sin carga se explica por el hecho de que, en presencia del campo eléctrico externo creado por el aislante electrificado, las cargas eléctricas microscópicas dentro de un trozo determinado se modifican en su distribución. En un extremo del trozo de papel aparece una acumulación de cargas eléctricas (de signo contrario al del aislante), mientras que en el otro extremo aparece una acumulación de cargas de signo contrario al anterior (fenómeno de polarización). La presencia de una carga de polarización en un extremo provoca la atracción del trozo de papel por el aislante electrificado.
También hay que tener en cuenta la visualización del campo eléctrico entre las placas de un condensador plano: colocando cuerpos aislantes polarizables, como semillas de hierba, entre dos placas metálicas planas, colocadas una frente a la otra, es fácil ver que se orientan perpendicularmente a las placas si se aplica una diferencia de potencial entre las placas mediante un generador de tensión continua.
Una vez más, el resultado de este experimento muestra que la aplicación de una diferencia de potencial entre las dos placas conduce a la existencia de un campo entre ellas, cuya naturaleza vectorial se ve fácilmente, ya que las semillas de hierba permiten visualizar las líneas del campo. También es posible considerar el efecto sobre un haz de electrones que pasa entre las placas cuando se aplica una tensión entre ellas: el haz se desvía entonces hacia la placa conectada al terminal positivo (ánodo) del generador. De nuevo, esto se interpreta fácilmente como el resultado de la presencia de un campo eléctrico entre las placas, cambiando de nuevo las propiedades locales del espacio, lo que lleva a la existencia de una fuerza sobre los electrones del haz (esto se utiliza en los osciloscopios analógicos y en los televisores de tubo de rayos catódicos).