Campo Eléctrico

in StemSocial2 months ago
¡Hola querida Comunidad de Hive! Reciban todos un cordial saludo, es un placer para mi poder estar una vez más compartiendo con ustedes. El día de hoy seguiremos estudiando los fenómenos eléctricos, hablaremos sobre Campo Eléctrico.

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Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva.

Antes de comenzar a desarrollar el tema como tal, sería muy divertido preguntarnos ¿Cómo sabe una carga eléctrica que otra se encuentra cerca? ¿Qué ocurre entre el espacio de las cargas? A menudo se utiliza la expresión campo gravitacional para designar una región del espacio donde tienen lugar fuerzas de origen gravitacional, las cuales surgen debido a la interacción entre las masas presentes en dicha región espacial. Pues similarmente, el espacio alrededor de objetos cargados es capaz de generar fuerzas en otros cuerpos cargados y se habla, entonces, de un campo eléctrico, para referirse a la región espacial donde se producen fuerzas de origen eléctrico.

Para lograr una mejor compresión de este punto, es bueno examinar la repulsión mutua que existe entre dos cuerpos con carga positiva, los cuales llamaremos A y B. Si suponemos que B posee una carga Q y que F es la fuerza eléctrica que A ejerce sobre B. Una manera de llamar esta fuerza es como una fuerza de “acción a distancia”, es decir, que se comporta como una fuerza a través del espacio vacío sin necesitar ningún tipo de material que transmita dicha fuerza a través de él. Es oportuno pensar que la fuerza gravitacional también se comporta de la misma manera, como una fuerza de “acción a distancia”.

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Una manera de poder lograr visualizar este fenómeno de repulsión eficazmente es en dos etapas. Primero supongamos el cuerpo A, debido a la carga que posee, esta de algún modo modifica las propiedades del espacio que lo rodea, es por ello que el cuerpo B en virtud de su propia carga logra percibir las modificaciones que ocurren en el espacio donde él se encuentra. En conclusión la respuesta del cuerpo B se trata de experimentar la fuerza F.

Para comprender más detalladamente dicho proceso, analicemos primero el cuerpo A solo, es decir, retiramos el cuerpo B y donde se encontraba lo marcaremos como el punto B. Se puede decir entonces, el cuerpo con carga A produce un campo eléctrico en el punto B y en todos los demás puntos cercanos a él. Este campo está presente en dicho aun así no se encuentre ninguna carga en él, esto es consecuencia de la carga A, solamente.

Ahora si colocamos una carga puntual en el punto P, dicha carga experimentara una fuerza Fo, entonces adoptaríamos la posición de que el campo en P ejerce esta fuerza sobre Qo, es así como el campo eléctrico actúa como un intermediario mediante el cual A se comunica con Qo, esto debido a que la carga puntual Qo experimentaría una fuerza en cualquier punto de las inmediaciones hacia A, el campo eléctrico que a produce en todos los puntos de la región alrededor de A.

Análogamente, se puede decir que una carga puntual Qo produce un campo eléctrico en el espacio circundante, y dicho campo ejerce la fuerza -Fo sobre el cuerpo A. con respecto a cada fuerza, la fuerza que A ejerce sobre Qo y la fuerza que Qo ejerce sobre A. una carga establece un campo eléctrico que ejerce una fuerza sobre la segunda carga. Es importante resaltar que en ésta interacción entre dos cuerpos con carga, un solo cuerpo produce un campo eléctrico en el espacio circundante, pero este campo no puede ejercer una la fuerza sobre la carga que lo creo, es decir, no puede crear una fuerza neta sobre sí mismo.

Si deseamos experimentalmente saber si existe un campo eléctrico en un punto determinado, lo que podemos hacer es colocar un cuerpo cargado, el cual llamaríamos carga de prueba, en ese punto si la carga de prueba experimenta una fuerza eléctrica entonces quiere decir que hay un campo eléctrico en ese punto, y ese campo es producido por cargas distintas a Qo.

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Es importante recordar que la fuerza eléctrica es una magnitud vectorial, por lo tanto, el campo eléctrico también lo es y podemos expresar la intensidad de campo eléctrico en un punto como:

el cociente de la fuerza eléctrica Fo que experimenta una carga de prueba Qo en ese punto ente la carga Qo. Es decir, el campo eléctrico en un punto determinado es igual a la fuerza eléctrica en cada unidad de carga. Zemansky (2009)

Es por ello que matemáticamente la definición del campo eléctrico como fuerza en cada unidad de carga es:

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Según el sistema internacional (SI) la unidad de la fuerza es el Newton 1N, y la unidad de la magnitud de campo eléctrico es 1 newton por coulomb (N/C). es importante aclarar que la cargas de prueba pueden ser tanto positivas como negativas, pero si Qo es positiva la fuerza que la carga experimenta tiene el mismo sentido del campo; mientras que si la carga de prueba Qo es negativa la fuerza y el campo tienen sentido opuestos.

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También podemos determinar la intensidad del campo eléctrico de una carga puntual, mediante la siguiente expresión:

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Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y deseo ver en los comentarios sus opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.


Referencias

Figuera, J. (2009). Física, Texto y problemario. Caracas: Ediciones CO-BO.

Sánchez, E. (2005). Física. Caracas: Ediciones CO-BO.

Zemansky, S. (2009). Física Universitaria Volumen II. México: Pearson Educación.


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