2. Campo eléctrico

Tele_campoelectrico
Imagen 8. Elaboración propia

Cuando acercas tu brazo a la pantalla de un televisor encendido, observas que el vello es atraído por la pantalla, y más cuanto más cerca estés. Lo mismo sucede con una hoja de papel. Si el aparato está apagado no sucede nada. El espacio cercano a la pantalla es distinto si está encendida o si está apagada. Decimos que cuando está encendida el espacio contiene un campo eléctrico.

Has visto que las cargas interaccionan aunque los cuerpos no estén en contacto. Las fuerzas que se ejercen son fuerzas a distancia. Para explicar esta interacción a distancia es para lo que se introdujo el concepto de campo eléctrico.

La ley de Coulomb nos permite calcular las fuerzas entre dos cargas eléctricas q y q´. La carga q modifica el espacio que la rodea de modo que la carga q´ experimenta una fuerza dada por la ley de Coulomb. La carga q crea un campo eléctrico.

Cada punto del espacio que rodea a la carga q tiene una nueva propiedad, que describimos mediante una magnitud vectorial , que se define como la fuerza que actuaría sobre la unidad de carga positiva situada en el punto. El vector se denomina intensidad del campo eléctrico y se mide en N/C.

De acuerdo con lo anterior, si en un punto de un campo eléctrico colocas una carga q´, experimenta la acción de una fuerza dada por:

 

Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

Sobre una carga de 6 μC situada en un punto de un campo eléctrico actúa una fuerza de 42 N. ¿Cuál es el valor de la intensidad del campo eléctrico en ese punto?


Lineas de campo
Imagen 9. Chanchocan, Creative commons

Para representar un campo eléctrico se utilizan las líneas de campo, líneas tangentes al vector campo eléctrico en cada punto y orientadas en el sentido del vector . El campo es más intenso donde las líneas están más juntas y más débil donde están más separadas. Si el campo eléctrico es uniforme las líneas son rectas paralelas.

Si te fijas en la figura, verás que las cargas eléctricas son las fuentes del campo eléctrico (las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las negativas).

Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

Dibuja las líneas de campo del creado por un conjunto de dos cargas, una positiva q y otra negativa -q, situadas a una distancia una de otra.


Icono IDevice Pre-conocimiento

Jaula de Faraday

Jaula de Faraday
Imagen 11. Kingdafy,
Creative commons

Sabes que en un conductor metálico existen electrones que pueden moverse libremente, pero el conductor en su conjunto es neutro. Si añades más electrones (cargas) al metal, éstos se repelen entre si y se distribuyen sobre la superficie del conductor de modo que el campo eléctrico en el interior sea cero.

Este es el fundamento de la "Jaula de Faraday", que es una jaula o caja aislada hecha de metal que se utiliza para mantener a salvo de la acción de campos eléctricos externos aquello que se quiere proteger. Por ejemplo, ciertos componentes electrónicos o los cables coaxiales de las antenas de TV. Un coche aislado del suelo por los neumáticos es un buen resguardo de los rayos por el mismo motivo.


Icono de IDevice de pregunta AV - Pregunta de Elección Múltiple

Al situar una carga positiva de 2 μC en un punto de un campo eléctrico, experimenta una fuerza de 4 . 10-3 N en la dirección del eje X sentido positivo.¿Qué fuerza experimentaría una carga de -5 μC situada en el mismo punto en vez de la de 2 μC?

       
10-4 N, en la dirección del eje X sentido positivo.
10-3 N, en la dirección del eje X sentido negativo.
10-2 N, en la dirección del eje X sentido positivo .
10-2 N, en la dirección del eje X sentido negativo.