Conceptos Fundamentales de Electromagnetismo: Carga, Leyes y Campos

Propiedades Fundamentales de la Carga Eléctrica

La carga eléctrica presenta tres propiedades fundamentales:

• Cuantización: La carga está cuantizada; cualquier valor de carga es un múltiplo entero de un mínimo fundamental, que es la carga elemental, cuyo valor es 1,6 × 10^-19 C.
• Conservación: En cualquier proceso físico aislado, la carga total se conserva.
• Existencia de dos tipos de carga: Positiva y negativa, que dan lugar a dos tipos de electrización: positiva y negativa.

Comparación entre la Ley de Coulomb y la Ley de Gravitación Universal de Newton

Analogías

• Ambas leyes describen la interacción a distancia entre ciertas propiedades de la materia, a lo largo de la línea imaginaria que une a los cuerpos.
• En ambas, dicha interacción depende del inverso del cuadrado de la distancia entre los cuerpos; es decir, ambas fuerzas son centrales. Esto implica que ambas fuerzas son conservativas.
• Ambas fuerzas son de largo alcance; la interacción solo se anula a una distancia infinita entre los cuerpos.

Diferencias

• La propiedad de la materia objeto de la Ley de Newton es la masa, mientras que la de la Ley de Coulomb es la carga eléctrica.
• La fuerza gravitatoria (Ley de Newton) es siempre atractiva, mientras que la electrostática (Ley de Coulomb) puede ser atractiva o repulsiva.
• La fuerza gravitatoria no depende del medio en el que se encuentren las masas; la constante de gravitación es universal. Sin embargo, la fuerza eléctrica sí depende del medio en el que se encuentren las cargas; la constante eléctrica no es universal, depende de la permitividad eléctrica del medio.
• La fuerza eléctrica es mucho más intensa que la gravitatoria. Así, la constante eléctrica, K en el vacío, es unas 10²⁰ veces mayor que la constante G.

Analogías y Diferencias entre Campo Magnético y Campo Eléctrico

Similitudes

• Las fuerzas eléctricas y magnéticas pueden ser atractivas o repulsivas.
• Ambas dependen del medio.
• Ambas fuerzas son vectoriales y son fuerzas a distancia.
• Existen dos tipos de cargas y dos tipos de polos.

Diferencias

• El campo eléctrico es conservativo y el magnético no.
• El campo eléctrico lo forman líneas de campo abiertas y el magnético, líneas de campo cerradas.
• La circulación del campo a lo largo de una línea cerrada es cero para el campo eléctrico y proporcional a la corriente encerrada para el magnético.
• Para el campo eléctrico, el flujo a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga encerrada, y para el campo magnético es cero.