Campo eléctrico: significado, características y funcionamiento

Un campo eléctrico es un campo generado por una carga eléctrica . El campo eléctrico es una cantidad vectorial que se puede usar para medir la fuerza ejercida sobre cada carga de prueba colocada dentro de ese campo.

Cualquier carga eléctrica que se coloque dentro de este campo estará sujeta a una fuerza, que puede ser atracción o repulsión. La dirección de la fuerza dependerá del signo de las cargas (positivo o negativo).

La intensidad de la fuerza será mayor cuanto más cerca esté la carga de prueba de la carga generadora del campo y menos intensa cuanto más alejada de la carga generadora.

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Fórmula de campo eléctrico

El campo eléctrico se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Dónde,

  • E corresponde a la intensidad del campo eléctrico y su unidad es N / C
  • 0 es la constante electrostática en el vacío, cuyo valor es 8,99,109 Nm 2 / C 2
  • | Q | es el módulo de carga que generó el campo eléctrico, es decir, no se considera la señal de carga
  • d es la distancia en metros entre el punto observado y la carga generadora

El campo eléctrico de una carga.

La idea de campo en Física está relacionada con la interacción de fuerzas dada una cierta distancia. Por ejemplo, algún cuerpo cercano a él puede sentir la gravedad de la Tierra creando un campo gravitacional.

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Asimismo, una carga eléctrica fija Q, positiva o negativa, crea un campo eléctrico e influye en el espacio que lo rodea. Si se agrega una carga de prueba q a este campo, sentirá una fuerza.

Inicialmente, la carga puntual q se encuentra a cierta distancia, en la posición P1, y sobre ella actúa una fuerza eléctrica F. Al cambiar esta carga a otras posiciones (P2, P3, P4 y P5), también actuará una fuerza eléctrica sobre la carga. Esto se debe a que se ha creado un campo eléctrico alrededor de la carga Q.

Tenga en cuenta que el campo eléctrico formado no depende de la carga de prueba. La interacción entre las cargas proviene del campo eléctrico alrededor de la carga eléctrica Q, lo que hace que aparezca una fuerza a su alrededor.

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Vector de campo eléctrico

El vector de campo eléctrico es una cantidad asociada con el campo eléctrico. Debido a que es un vector, esta cantidad tiene módulo, dirección y sentido.

Intensidad del campo eléctrico

El módulo del vector de campo eléctrico representa su intensidad . La fuerza eléctrica que se ejerce sobre la carga de prueba está relacionada con el campo eléctrico de la siguiente manera:

Dónde,

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  • E representa la intensidad del campo eléctrico en Newton por Coulomb (N / C)
  • F es la fuerza eléctrica medida en Newton (N)
  • | q | corresponde al módulo de carga de prueba de Coulomb (C)

Obtenga más información sobre la polarización .

Dirección y dirección del vector de campo eléctrico

El campo eléctrico creado por una carga positiva apunta fuera de la carga. El campo generado por la carga negativa, sin embargo, apunta hacia la carga.

Atracción y repulsión de cargas

Aunque la fuerza eléctrica y el campo eléctrico tienen la misma dirección, la dirección está condicionada por la señal de la carga de prueba.

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Cuando la carga generadora Q y la carga de prueba q tienen la misma señal, se produce una repulsión entre las cargas y el campo generado es la desviación.

Si las cargas Q yq tienen signos opuestos, existe una atracción entre las cargas y el campo generado es de aproximación.

Líneas eléctricas de campo eléctrico

El campo eléctrico está formado por líneas de fuerza que se orientan según la dirección del vector de campo eléctrico.

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Cuando la carga que genera el campo eléctrico es positiva, las líneas de fuerza son centrífugas , es decir, parten del centro hacia afuera. Y cuando la carga generadora es negativa, las líneas de fuerza son centrípetas , es decir, de afuera hacia adentro.

Líneas eléctricas de cargas iguales, pero con signos opuestos.

Las líneas de fuerza en cada punto son tangentes al vector de campo eléctrico. Cuanto más cerca estén las líneas de campo de la carga generadora, mayor será la intensidad del campo eléctrico.

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