Teoría Campo Eléctrico

El Campo Eléctrico es la región del espacio en la que cualquier carga situada en un punto de dicha región experimenta una acción o fuerza eléctrica debido a la presencia de una carga o cargas eléctricas.

Las características más importantes de la carga eléctrica son:

• La carga eléctrica se conserva.
• Está cuantizada, debe ser un múltiplo entero de la unidad de carga fundamental, que es la carga del electrón. q_e = 1,602 x10^-19 C
• Las fuerzas de igual signo se repelen y de signos contrarios se atraen.
• Las fuerzas entre cargas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa.
• Las fuerzas entre cargas son de carácter central.
• Las fuerzas entre cargas son conservativas, es decir, el trabajo realizado por ellas a lo largo de una trayectoria cerrada es nulo.

Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables.

La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 01

Síguelo paso a paso en este vídeo:

FORMULARIO RESUMEN:

Constante de Coulomb en el SI

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico| 02

En el vacío

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico| 03

En cualquier otro medio

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 04

Ley de Coulomb

El módulo de la fuerza entre dos cargas es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 05

Teniendo en cuenta que el valor de la constante K es: (ε = constante de permitividad eléctrica del vacío ; Q = las cargas que interactúan ; r = la distancia entre ambas cargas)

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 06

La intensidad del campo eléctrico

La intensidad del campo eléctrico en un punto es la fuerza que actúa sobre la unidad de carga positiva situada en ese punto.

El campo que crea una carga puntual Q en cada punto es:

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 07

Energía potencial eléctrica

Se define como una magnitud cuya disminución es igual al trabajo conservativo:

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 08

La energía potencial eléctrica entre dos cargas es:

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 09

Líneas de fuerza y superficies equipotenciales

Una línea de fuerza o línea de flujo es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en ese punto.

• Las líneas de fuerza salen de las cargas positivas y entran en las negativas.
• El número de líneas de fuerza que entran o salen es proporcional al valor de la caga.
• Las líneas nunca se cortan.
• La densidad de líneas es proporcional al módulo del campo eléctrico.

Las superficies equipotenciales son las que contienen todos los puntos de igual potencia, son perpendiculares a las líneas de fuerza.

Ley de Gauss

(Φ = flujo de un campo ; E = campo Eléctrico ; da= diferencial de área en dirección normal a la superficie ; Q = carga encerrada en esa superficie)

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 10

Ley de Faraday

(dl = es el elemento infinitesimal del contorno C ; B = es la densidad de campo magnético ; S = superficie arbitraria, cuyo borde es C)

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 11

Potencial eléctrico debido a una carga puntual

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 12

Potencial eléctrico debido a dos cargas puntuales

(r1 y r2 las distancias entre las cargas q1 y q2 y el punto P respectivamente)

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 13

Potencial eléctrico generado por una distribución discreta de cargas

(q = el valor de la enésima carga ; r = la distancia de la misma al punto en cuestión)

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 14

Potencial eléctrico generado por una distribución continua de cargas

(dq = elemento diferencial de la distribución de carga ; r = distancia al punto en el cual se calcula V ; dV = el potencial que dq produce en ese punto)

Bioprofe |Qué es un campo eléctrico | 15

Puedes descargar la App BioProfe READER para practicar esta teoría con ejercicios auto-corregibles.