Campo eléctrico
Se dice que existe un campo eléctrico cuando una carga Q es afectada por una fuerza electrostática. El lado derecho de la fórmula del diagrama inferior muestra la relación que existe entre ellos.
De la fórmula se puede ver que la unidad del campo eléctrico es: newton / culombio, (en el sistema MKS) siendo el Newton la unidad de fuerza y el Culombio la unidad de carga eléctrica.
Notas:
- – Culombio = carga eléctrica de 6.28 x 1018 electrones.
- – 1 amperio = 1 culombio / segundo
Si en cierto punto se conoce el campo eléctrico, se puede obtener la fuerza electrostática sobre una carga Q en dicho punto. Despejando para “F” (la fuerza electrostática) de la anterior fórmula se obtiene la fórmula siguiente: F = E x Q.
Líneas de fuerza de un campo eléctrico
Un campo eléctrico se puede representar como líneas de fuerza (estas líneas no existen en realidad) y son útiles para el estudio del mismo. Ver el diagrama.
Las líneas de fuerza indican la dirección que tiene el campo (E) en cada punto. Estas líneas nunca se cruzan entre si, y mientras más cercanas estén entre ellas, significa que el campo eléctrico es más intenso.
Sin embargo hay que tomar en cuenta de que para un campo eléctrico determinado el número de líneas de fuerza es el mismo. Se puede ver del diagrama anterior, que las líneas de fuerza siempre inician en la carga positiva y terminan en la carga negativa.
¿Cuál es la unidad de campo eléctrico?
La unidad de campo eléctrico podría fácilmente deducirse de la fórmula que se muestra. El cociente de una fuerza electrostática F y una carga eléctrica Q. Que tiene unidades de Newton / Culombio.
Para expresar la unidad de campo eléctrico se pueden utilizar otras magnitudes, que ayudarán a que el concepto de campo eléctrico quede más claro. Una carga ubicada en un campo eléctrico E, es afectada por este y se ejercerá sobre ella una fuerza F.
Ahora, si esta carga se desplaza una distancia “d” entre los puntos A y B, en sentido opuesto a la fuerza, se habrá realizado un trabajo (W). El trabajo realizado está definido por lo siguiente: Trabajo = Fuerza x distancia, entonces la fórmula queda: W = F x d = (Q x E) x d
Ya que F = Q x E (despejando F de la fórmula que aparece al principio de la página). Manipulando la fórmula anterior se obtiene: W/Q = E x d.
La expresión E x d se llama diferencia de potencial entre los puntos A y B, y se representa como VAB. Entonces VAB = E x d. Despejando el campo eléctrico de la última ecuación se obtiene: E = VAB/d y la unidad es: voltios/metros.
