CAMPO ELÉCTRICO

CAMPO ELÉCTRICO

Definición:

El campo eléctrico es una región del espacio que rodea a una carga eléctrica, en la cual otra carga eléctrica sentirá una fuerza de origen eléctrico, ya sea de atracción o de repulsión.

De acuerdo a Faraday se extiende hacia afuera desde la carga eléctrica e impregna todo el espacio.

Subtemas:

Líneas de campo eléctrico (líneas de fuerza): las líneas de campo pueden concebirse como líneas imaginarias que representan la trayectoria que seguiría una carga eléctrica en un campo eléctrico.

                         

Intensidad de campo eléctrico: Se define como la medida de la fuerza  eléctrica ejercida sobre una pequeña carga de prueba positiva colocada en un punto de dicho campo, dividida por la magnitud de la carga de prueba. 

se expresa como: 

E=F/q0

Dónde: 

E = Intensidad de campo eléctrico (N/C)

F = Fuerza eléctrica (N)

q0 = Carga de prueba (C)

Ejemplo 1:

Calcular la intensidad de campo eléctrico de una carga de prueba cuyo valor es igual a  2.5x10̄⁻⁷ C si recibe una fuerza de 6.5x10̄⁻⁵ N.

Datos	Fórmula	Sustitución	Resultado
E= ? Q= 2.5 x 10⁻⁷ C F= 6.5 x 10⁻⁵ N	E=F/q0	E=6.5x10-5N       2.5X10-7N	E=260 N/C

Intensidad del campo eléctrico debido a una carga eléctrica puntual: se considera como una carga puntual cuando se desea conocer la intensidad del campo eléctrico generado por un ion o una partícula de tamaño atómico (se deduce de ley de Coulomb). 

Problemas:

  1.Encontrar el campo eléctrico en un punto que se encuentra a 6cm, producido por una carga puntual que tiene un valor de 3μC.

Datos	Fórmula	Sustitución	Resultado
E= ? q=3 μC. r=	E= k q       r2	E=9x109N         C3        3uc  36cm	E=750N/C

2.       Determina la fuerza de un campo eléctrico de una carga puntual de 3nC, si se recibe una intensidad de campo eléctrico igual a 45 N/C.

Datos	Fórmula	Sustitución	Resultado
F= ? q= 3Nc E= 45 N/C	F=q₀ .E	F=(3x10̄⁻⁹ C)(45N/C)	F=1.35x10⁻⁷ N

Energía potencial eléctrica: Es el trabajo necesario para mover una carga de un punto a otro dentro de un campo eléctrico.

Potencial eléctrico: Se define como el trabajo necesario contra las fuerzas eléctricas para trasladar una carga positiva desde el infinito hasta el punto considerado.

Queda como:

V= T/q

Dónde: V= potencial eléctrico se mide en volts (V)

T= trabajo realizado (J)

q= Carga eléctrica transportada (C)

También suele definirse como la energía potencial eléctrica que tiene la unidad de carga eléctrica positiva en un punto determinado, se expresa como:

Potencial eléctrico= Energía potencial eléctrica/ carga eléctrica

 O bien:                  

V= Epe/q

V= Potencial eléctrico en volts (V)

Epe= energía potencial eléctrica en joules (J)

q = carga eléctrica transportada en coulombs (C)

Potencial eléctrico debido a una carga puntual: Es la misma definición que el potencial eléctrico.

Realizando algunos ajustes queda como 

V= kq/r

Dónde: V = potencial eléctrico (V)

r = distancia entre la carga y el punto de cuestión (m)

k= constante de proporcionalidad (9x10 9 Nm2/C2)

q= carga eléctrica (C)

Diferencia de potencial entre dos puntos del campo eléctrico: se define como el trabajo mecánico que se realiza para mover una carga de prueba desde el punto de mayor potencial eléctrico(a) al de menor potencial eléctrico (b)

Matemáticamente queda como: 

Va-Vb = tab/q

Dónde: Va-Vb = diferencia de potencial entre dos puntos “a” y “b” en volts (V)

Tab = trabajo sobre una carga de prueba que se desplaza del punto “a” al “b” en (J)

q =carga de prueba desplazada del punto “a” al “b” en (C)