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Revista Fisica Digital
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Campo Eléctrico:
Las cargas no precisan de ningún medio material para
influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son
consideradas fuerzas de acción a distancia. En virtud
de ello se recurre al concepto de campo electrostático
para facilitar la descripción, en términos físicos, de la
influencia que una o más cargas ejercen sobre el
espacio que les rodea.
El campo eléctrico representa, en cada punto del
espacio afectado por la carga, una propiedad local
asociada al mismo. Una vez conocido el campo en un
punto no es necesario saber qué lo origina para
calcular la fuerza sobre una carga u otra propiedad
relacionada con él.
Así, si se coloca una carga de prueba en un punto
cualquiera del espacio en donde está definido un
campo eléctrico, se observará la aparición de
atracciones o de repulsiones sobre ella. Una forma de
describir las propiedades de este campo sería indicar
la fuerza que se ejercería sobre una carga
determinada si se trasladara de un punto a otro del
espacio.
Al utilizar la misma carga de prueba es posible
comparar la intensidad de las interacciones entre
ellas.
Se dice que existe un campo eléctrico en un punto si
sobre un cuerpo cargado en dicho punto se ejerce una
fuerza de origen eléctrico.
Dado que la fuerza es una magnitud vectorial, el
campo eléctrico es un campo de vectores cuyas
propiedades quedan determinadas si se especifican el
valor (módulo), la dirección y el sentido de una fuerza
eléctrica.
Cargas eléctricas. La esencia de la electricidad es la carga eléctrica.
Existen dos clases distintas, que se denominan cargas
positivas y negativas. Estas tienes dos cualidades
fundamentales:
Cargas iguales se repelen.
Cargas distintas se atraen.
Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas,
sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas
consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo
que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit
de ese algo (electrones).
Coulomb ideó un método ingenioso para hallar como
depende de su carga la fuerza ejercida por o sobre un
cuerpo cargado.
Para eso se basó en la hipótesis de que si un
conductor esférico cargado se pone en contacto con
un segundo conductor idéntico, inicialmente
descargado, por razones de simetría la carga del
primero se reparte por igual entre ambos
De este modo dispuso de un método para obtener
cargas iguales a la mitad, la cuarta parte, etc., de
cualquier carga dada.
Los resultados de sus experimentos están de acuerdo
con la conclusión de que la fuerza entre dos cargas
puntuales, q y q', es proporcional al producto de éstas.
Ley de Coulomb:
Establece cómo es la fuerza entre dos cargas
eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de
la Electrostática como ciencia cuantitativa.
Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta
por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb
en 1785 quien la sometió a ensayos experimentales
directos.
La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática
entre dos cargas puntuales es proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la
dirección de la línea que las une. La fuerza es de
repulsión si las cargas son de igual signo, y de
atracción si son de signo contrario".
Es importante hacer notar en relación a la ley de
Coulomb los siguientes puntos:
a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas
eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se
encuentran en reposo (de ahí la denominación de
Electrostática);
b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de
Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas
que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí
son iguales en módulo y dirección, pero de sentido
contrario:
Fq1 → q2 = −Fq2 → q1
Ley de Gauss:
En física la ley de Gauss, también conocida como
teorema de Gauss, establece que el flujo de ciertos
campos a través de una superficie cerrada es
proporcional a la magnitud de las fuentes de dicho
campo que hay en el interior de dicha superficie.
Dichos campos son aquellos cuya intensidad decrece
como la distancia a la fuente al cuadrado. La
constante de proporcionalidad depende del sistema
de unidades empleado.
Se aplica al campo electrostático y al gravitatorio. Sus
fuentes son la carga eléctrica y la masa,
respectivamente. También puede aplicarse al campo
magnetostático.
La ley fue formulada por Carl Friedrich Gauss en 1835,
pero no fue publicado hasta 1867.Es una de los cuatro
ecuaciones de Maxwell, que forman la base de
electrodinámica clásica (las otras tres son la ley de
Gauss para el magnetismo, la ley de Faraday de la
inducción y la ley de Ampère con la corrección de
Maxwell. La ley de Gauss puede ser utilizada para
obtener la ley de Coulomb, y viceversa.
Teorema de Gauss y flujo
Eléctrico:
El concepto de flujo tiene su origen en problemas de
mecánica de fluidos, como una manera de cuantificar
la cantidad de fluido que sale o entra por una
determinada superficie por unidad de tiempo. En
electrostática el flujo no mide nada 'material'; sin
embargo, se puede imaginar que se mide el flujo de
un 'fluido eléctrico'.
Hay que tener cuidado de no llevar la analogía
demasiado literalmente
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