Principios de Electromagnetismo: Campo Eléctrico, Flujo y Ley de Gauss

Fundamentos y Definiciones del Campo Eléctrico

Campo Eléctrico

Se llama campo eléctrico a todo el espacio alrededor de un cuerpo electrizado, dentro del cual su acción es apreciable. Es una región en la cual se manifiestan fuerzas de atracción o repulsión entre cargas.

Carga de Prueba

Es una carga considerada siempre positiva, que puede ser desplazada de un punto a otro alrededor de otra carga (que puede ser positiva o negativa), con el objeto de verificar la existencia de un campo eléctrico.

Intensidad y Naturaleza Vectorial del Campo

Intensidad del Campo Eléctrico en un Punto

Se mide por la fuerza que ejerce el campo eléctrico sobre la unidad positiva de carga, colocada en dicho punto. El campo eléctrico es una magnitud vectorial.

Intensidad del Campo Eléctrico Originado por una Carga Puntual

(Definición conceptual implícita en la intensidad del campo).

Campo Eléctrico Uniforme

Es aquel que, en todos sus puntos, la intensidad tiene la misma dirección, sentido y módulo.

Líneas de Campo y Dipolos

Línea de Fuerza o Línea de Campo

Es la trayectoria que describe una carga eléctrica positiva en un campo eléctrico.

Propiedades de las Líneas de Fuerza

• Por un punto del campo eléctrico, pasa una sola línea de fuerza.
• Por convenio, las líneas de fuerza se inician en las cargas positivas y terminan en las negativas.
• El número de líneas de fuerza que pasan a través de cada unidad de superficie es proporcional a la magnitud del campo eléctrico.
• La tangente a una línea de fuerza en un punto cualquiera nos da la dirección de la intensidad del campo eléctrico.

Dipolos Eléctricos

Están formados por dos cargas eléctricas de la misma magnitud, pero de signos contrarios, separadas por una distancia muy pequeña.

Flujo Eléctrico y la Ley de Gauss

Flujo de Campo Eléctrico

Es el número total de líneas de fuerza que atraviesan una superficie situada en un campo eléctrico.

Ley de Gauss

El flujo de campo eléctrico que sale de una superficie esférica, originado por una carga, es directamente proporcional a la carga e independiente del radio.

Aplicaciones de la Ley de Gauss

1. Cuando a un conductor aislado se le suministra una carga en exceso, esta se distribuye totalmente en la superficie.
2. El campo eléctrico producido por una esfera cargada en un punto fuera de ella es el mismo que se produciría suponiendo que toda la carga esté concentrada en el centro de la esfera.
3. El campo eléctrico entre dos láminas paralelas con cargas de la misma magnitud, pero de signo contrario, es uniforme.