Campo eléctrico

Campo eléctrico producido por un conjunto de cargas puntuales. Se muestra en rosa la suma vectorial de los campos de las

cargas individuales;  .

El campo eléctrico 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  sufre los efectos de una fuerza eléctrica   dada por la

siguiente ecuación:

(1)

En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo

tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.2

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 Faradayy 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.

El campo eléctrico es una perturbación que modifica el espacio que lo rodea, dicho campo puede provenir,

por ejemplo, de una carga eléctrica puntual. Se considera un ente físico no visible, pero si medible, y se lo

modeliza matemáticamente como el vector campo eléctrico, que se define como la relación entre la Fuerza

Coulombiana que experimenta una carga testigo y el valor de la carga testigo (una carga testigo positiva). La

definición más intuitiva del campo eléctrico se la puede dar mediante la ley de Coulomb. Esta ley, una vez

generalizada, permite expresar el campo entre distribuciones de carga en reposo relativo. Sin embargo, para

cargas en movimiento se requiere una definición más formal y completa, se requiere el uso

de cuadrivectores y el principio de mínima acción. A continuación se describen ambas:

[editar]Definición mediante la ley de Coulomb

Campo eléctrico de una distribución lineal de carga. Una carga puntual P es sometida a una fuerza en dirección radial  por una

distribución de carga   en forma de diferencial de línea ( ), lo que produce un campo eléctrico  .

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

Donde:

 es la permitividad eléctrica del vacío tiene que ver con el sistema internacional,

 son las cargas que interactúan,

 es la distancia entre ambas cargas,

, es el vector de posición relativa de la carga 2 respecto a la carga 1.

Campo magnético

Líneas mostrando el campo magnético de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.

El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza

a una velocidad  , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como

al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción

magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y

el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerza

resultante será

La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad localizada en el espacio de orientar

un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia

la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.