martes, 21 de diciembre de 2010

"EL CAMPO ELECTRICO"


es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.[1] Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica \vec F dada por la siguiente ecuación:

(1) \vec F = q \vec E

Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.

Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.

Definición mediante la ley de Coulomb

Campo eléctrico de una distribución lineal de carga. Una carga puntual P es sometida a una fuerza en direccion radial \vec u_r por una distribucion de carga λ en forma de diferencial de linea (dL), lo que produce un campo eléctrico d\vec E.

Partiendo de la ley de Coulomb que expresa que la fuerza entre dos cargas en reposo relativo depende del cuadrado de la distancia, matemáticamente es igual a:[1]

\bold{F}_{12} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r^2_{12}} \hat{\bold{r}}_{12}

Donde:

\scriptstyle \epsilon_0 es la permitividad eléctrica del vacío tiene que ver con el sistema internacional,
q_1,\ q_2 son las cargas que interactúan,
r = \|\bold{r}_{12}\| es la distancia entre ambas cargas,
\bold{r}_{12}, es el vector de posición relativa de la carga 2 respecto a la carga 1.

y \hat r es el unitario en la dirección \vec r. Nótese que en la fórmula se está usando ε0, esta es la permeabilidad en el vacío. Para calcular la interacción en otro medio es necesario cambiar la permeabilidad de dicho medio. (ε = εr0)

1 comentario:

  1. Noel,
    hice una hoja de calculo para el campo eléctrico de una carga puntual en una dimensión.

    https://spreadsheets.google.com/ccc?key=0AiH64cyuNreRdDZPakNha0x4SUlOZVBuVkhyRE5Ud3c&hl=en

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