http://hyperphysics.phy- astr.gsu.edu/hbasees/electric/elefie.html

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA
201424- ELECTROMAGNETISMO
Actividad No. 4. Lección de la Unidad 1
El campo eléctrico
El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del
espacio tiempo en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en
donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se
observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.
También es usual definir el campo eléctrico como aquella región del espacio tiempo donde una
carga eléctrica experimenta una fuerza eléctrica debido a la presencia de otras cargas eléctricas en
el escenario. Por ejemplo sin un electrón o un portón están viajando rectilíneamente durante un
buen trayecto y de pronto se observa que su movimiento se va curvando, ese desplazamiento se
puede interpretar como que esas partículas cargadas eléctricamente están entrando en una región
donde hay cargas eléctricas, o sea, se tiene la presencia un “campo eléctrico”.
Para ampliar el concepto de “campo eléctrico” le damos crédito a la dirección electrónica
siguiente (la puedes copiar en tu navegador y al darle ENTER puedes navegar con alegría):
http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/electric/elefie.html
El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del
campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de
prueba. El campo eléctrico esta dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y
radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa.
ELECTROMAGNETISMO
Gómez Rendón Fuan Evangelista (Director)
Zona Occidente. CEAD Medellín
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201424- ELECTROMAGNETISMO
Actividad No. 4. Lección de la Unidad 1
¿Cómo se define el vector intensidad de campo eléctrico?
La fuerza eléctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad positiva,
tomada como elemento de comparación, recibe el nombre de intensidad del campo eléctrico y se
representa por la letra E. Por tratarse de una fuerza, el campo eléctrico es una magnitud vectorial
que viene definida por su módulo (E), por su dirección (ángulo) y sentido. En lo que sigue de este
escrito se consideran por separado ambos aspectos del campo E. La magnitud de un campo
eléctrico es la magnitud de la fuerza eléctrica dividida por la carga eléctrica (Newton / Coulombio).
A partir del valor de E debido a Q en un punto P y de la carga q situada en él, es posible determinar
la fuerza F en la forma: F = q * E. Si la carga eléctrica es positiva los vectores de la fuerza eléctrica y
del campo eléctrico están en la misma dirección, pero si la carga eléctrica es negativa, estos
vectores serán “antiparalelos”. Esta descripción permite interpretar adecuadamente el fenómeno
físico de la “electrólisis”, o sea la descomposición de sustancias por medio de campos eléctricos.
Esta forma de describir las fuerzas del campo y su variación con la posición hace más sencillos los
cálculos, particularmente cuando se ha de trabajar con campos debidos a muchas cargas. La
unidad de intensidad de campo E es el cociente entre la unidad de fuerza y la unidad de carga
eléctrica; en el SI equivale, por tanto, al newton (N)/coulomb (C). Más adelante justificaremos que
esa unidad es equivalente al “Voltio / metro” (V / m), que es una unidad más socia y cotidiana.
Otro ejercicio de interés
Si cada una de las cargas eléctricas de prueba (Q1, Q2), se duplican y lo mismo se hace con la
distancia entre ellas, ¿qué le pasa a la fuerza eléctrica que se presenta entre ellas?
Originalmente, la fuerza eléctrica o electrostática que se presenta entre dos cargas (Q1, Q2)
separadas una distancia “R”, está dada por la ley de Coulomb y vale: F = k Q1 * Q2 / R2
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Gómez Rendón Fuan Evangelista (Director)
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Actividad No. 4. Lección de la Unidad 1
Si cada carga eléctrica se duplica y lo mismo se hace con la distancia entre ellas, entonces:
F´= k 2Q1 * 2Q2 / (2 R)2 = 4 k Q1 * Q2 / (4 R2) = (k Q1 * Q2 / R2) = F
este cálculo sencillo nos permite asegurar que: si la distancia entre dos cargas eléctricas se duplica
y cada carga eléctrica toma el doble de su valor original, entonces la fuerza eléctrica se mantiene
constante. Debe percibirse que en ambos casos se conservó el medio material (k).
Potencial eléctrico
Es un concepto más cercano a nosotros, más familiar, más cotidiano, debido a que es una cantidad
escalar y es muy fácil medirlo en cualquier laboratorio sencillo (incluso casero). De hecho el
parámetro “voltaje” o los “voltios” son términos de uso y de comprensión popular.
Desde le punto de vista de un curso de “circuitos eléctricos básico” el término voltaje se define
como “la variación de la energía potencial con respecto a la carga eléctrica): V = d Ep / dq
Su unidad es simplemente: Joules / coulombio = voltio (en honor al inventor de la pila eléctrica).
Existe una estrecha relación entre el “voltaje” y el “campo eléctrico”. Matemáticamente:
E = -  V (el campo eléctrico es menos el gradiente del potencial eléctrico)
En el mundo práctico sabemos que los capacitores (condensadores) sirven para almacenar cargas
eléctricas o voltajes o campos eléctricos, y que en ellos se determina que “la magnitud del campo
eléctrico es el cociente entre el voltaje entre las placas y la distancia entre ellas: E = V / d.
Esta sencilla, útil y práctica relación nos permite saber y comprender otra unidad de campo
eléctrico que es el “voltio/metro” y que equivale a “Newton/coulombio”.
Ejercicio relacionado
Si entre las placas de un gran capacitor existe una distancia de 25 centímetros y entre ellas se
aplica una diferencia de potencial o de voltaje de 30 voltios, ¿cuál es la magnitud del campo
eléctrico presente o generado entre ellas? (Esta experiencia es realizable hasta en una casa)
E = V / d = 30 Voltios / (25 cms) = 30 Voltios / (0.25 metros) = 120 V / m
Este pequeño ejercicio evidencia que el término “voltaje” es en efecto muy cercano al concepto de
“campo eléctrico”, pero socialmente los voltios (cantidades escalares) son mencionados en
palabras ciudadanas pero el “campo eléctrico” es un concepto sutil para las mayoría de personas.
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Gómez Rendón Fuan Evangelista (Director)
Zona Occidente. CEAD Medellín