Comparativa de Campos Físicos Fundamentales: Eléctrico, Gravitatorio y Magnético

Este documento explora las características, similitudes y diferencias entre el campo eléctrico, el campo gravitatorio y el campo magnético, conceptos esenciales en la física.

Campo Eléctrico y Campo Gravitatorio

A continuación, se detallan las analogías y diferencias clave entre el campo eléctrico y el campo gravitatorio.

Analogías

• Su expresión matemática es semejante. Ambos describen fuerzas que son proporcionales a la magnitud física que interacciona: las masas en las fuerzas gravitatorias y las cargas en las eléctricas.
• En ambas leyes, las fuerzas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que separa las interacciones.
• Tanto las fuerzas gravitatorias como las eléctricas son fuerzas centrales, es decir, actúan en la dirección de la recta que une las masas o las cargas, respectivamente.

Diferencias

• La fuerza gravitatoria está asociada a la masa, mientras que la fuerza eléctrica está asociada a la carga.
• La fuerza gravitatoria es siempre de atracción (porque solo hay un tipo de masa), mientras que la fuerza eléctrica puede ser de atracción o de repulsión (porque existen dos tipos de cargas: positivas y negativas).
• El valor de la constante gravitatoria G no depende del medio, mientras que el valor de la constante electrostática K (o 1/(4πε₀)) sí depende del medio en el que estén las cargas.
• El valor de G es muy pequeño frente a K: la interacción gravitatoria es, en general, mucho más débil que la eléctrica.

Campo Eléctrico y Campo Magnético

A continuación, se presentan las diferencias fundamentales entre el campo eléctrico y el campo magnético.

Diferencias Clave

• El campo eléctrico es conservativo, pero el campo magnético no lo es.
• Los fenómenos magnéticos pueden ser estáticos (por ejemplo, los de imanes permanentes o corrientes constantes), mientras que los eléctricos pueden ser tanto estáticos (por cargas en reposo) como dinámicos (por cargas en movimiento o campos magnéticos variables).
• Pueden aislarse cargas eléctricas positivas o negativas, pero nunca aparecen por separado los polos norte y sur magnéticos (siempre en dipolos).
• Las cargas en reposo solo originan campos eléctricos. Las cargas en movimiento originan campos eléctricos y magnéticos.
• Los circuitos magnéticos, a diferencia de los eléctricos, suelen ser no lineales (presentando fenómenos como la saturación magnética).
• Ambos campos son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia (en ciertas configuraciones), pero el campo eléctrico es radial (para cargas puntuales), mientras que el campo magnético tiene una configuración diferente, con líneas de campo que forman circuitos cerrados.
• Las líneas de campo eléctrico poseen la dirección de la fuerza eléctrica sobre una carga positiva, mientras que las líneas de campo magnético son perpendiculares a la fuerza magnética sobre una carga móvil.
• Las líneas de campo eléctrico comienzan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas; las líneas de campo magnético, en cambio, forman circuitos cerrados.
• Una corriente eléctrica circula enteramente por los conductores, mientras que el flujo magnético puede presentar derivaciones en el aire.
• Existen analogías entre las magnitudes eléctricas y magnéticas, tales como:
  • Intensidad de corriente y flujo magnético.
  • Fuerza electromotriz y fuerza magnetomotriz.
  • Resistencia eléctrica y reluctancia.