Conceptos Fundamentales de Electricidad: Campo Eléctrico, Flujo Eléctrico y Potencial Eléctrico
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Campo Eléctrico
Un campo eléctrico es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas (la causa del flujo eléctrico) y se mide en voltios por metro (v/m). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo. Los campos eléctricos estáticos (también conocidos como campos electrostáticos) son campos eléctricos que no varían con el tiempo (frecuencia de 0 Hz).
Flujo Eléctrico
El flujo del campo eléctrico se define de manera análoga al flujo de masa. El flujo de masa a través de una superficie S se define como la cantidad de masa que atraviesa dicha superficie por unidad de tiempo.
Ley de Gauss
La ley de Gauss establece que el flujo de ciertos campos a través de una superficie cerrada es proporcional a la magnitud de las fuentes de dicho campo que hay en el interior de dicha superficie. Dichos campos son aquellos cuya intensidad decrece como la distancia a la fuente al cuadrado.
Potencial Eléctrico
Es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.
El potencial eléctrico en un punto del espacio es una magnitud escalar que nos permite obtener una medida del campo eléctrico en dicho punto a través de la energía potencial electrostática que adquiriría una carga si la situásemos en ese punto.
Diferencia de Potencial Eléctrico
Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que un campo electrostático tiene que llevar a cabo para movilizar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial eléctrico.
La diferencia de potencial entre dos puntos (1 y 2) de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicho campo sobre la unidad de carga positiva para transportarla desde el punto 1 al punto 2.
Relación entre Campo Eléctrico y Ley de Coulomb
Charles Coulomb desarrolló una teoría que llamamos hoy “ley de Coulomb”. Esta ley trata de la fuerza de interacción entre las partículas electrificadas, las partículas de igual signo se repelen y las de signos diferentes se atraen. Coulomb utilizó para estudiar estas fuerzas, un equipo que el mismo desarrolló, la balanza de torsión. Este equipo consistía en un mecanismo que calcula la intensidad del torque sufrido por una partícula que sufre repulsión.