Campo
eléctrico creado por una carga puntual
El escenario más básico en electrostática es el campo generado por una única carga puntual Q1 Para entender cómo se origina, imaginemos dos cargas situadas en puntos distintos del espacio, representados por los vectores de posición r1 y r2. Según la Ley de Coulomb, la fuerza que la primera carga ejerce sobre la segunda depende del valor de ambas y de la distancia que las separa.
Cálculo de
la Fuerza Eléctrica
La interacción física entre estas dos cargas se define mediante la siguiente expresión matemática:
Determinación
de la Intensidad del Campo
Si consideramos que la segunda carga Q2 es una carga de prueba, podemos aislar el efecto que produce la primera carga en el espacio. Al dividir la fuerza entre el valor de esa carga de prueba, obtenemos la intensidad de campo eléctrico E1 creada por Q1. Esta magnitud nos indica cuánta fuerza habría en ese punto por cada unidad de carga que coloquemos.
Naturaleza y Dirección del Campo
El campo eléctrico resultante tiene una disposición radial, lo que significa que sus líneas de fuerza salen o entran directamente desde el centro de la carga. El sentido del campo está determinado estrictamente por el signo de la carga: si la carga es positiva, las líneas de campo se alejan de ella (sentido hacia afuera); si la carga es negativa, el campo mantiene la misma magnitud pero sentido opuesto, es decir, se dirige hacia la propia carga (sentido hacia adentro).
El escenario más básico en electrostática es el campo generado por una única carga puntual Q1 Para entender cómo se origina, imaginemos dos cargas situadas en puntos distintos del espacio, representados por los vectores de posición r1 y r2. Según la Ley de Coulomb, la fuerza que la primera carga ejerce sobre la segunda depende del valor de ambas y de la distancia que las separa.
La interacción física entre estas dos cargas se define mediante la siguiente expresión matemática:
Si consideramos que la segunda carga Q2 es una carga de prueba, podemos aislar el efecto que produce la primera carga en el espacio. Al dividir la fuerza entre el valor de esa carga de prueba, obtenemos la intensidad de campo eléctrico E1 creada por Q1. Esta magnitud nos indica cuánta fuerza habría en ese punto por cada unidad de carga que coloquemos.
Naturaleza y Dirección del Campo
El campo eléctrico resultante tiene una disposición radial, lo que significa que sus líneas de fuerza salen o entran directamente desde el centro de la carga. El sentido del campo está determinado estrictamente por el signo de la carga: si la carga es positiva, las líneas de campo se alejan de ella (sentido hacia afuera); si la carga es negativa, el campo mantiene la misma magnitud pero sentido opuesto, es decir, se dirige hacia la propia carga (sentido hacia adentro).
Resumen
Origen
Una carga puntual genera a su alrededor una perturbación llamada campo eléctrico.
Ley de base
El campo se deriva de la Ley de Coulomb al utilizar una carga de prueba.
Geometría
El campo es siempre radial respecto a la carga que lo crea.
Sentido
Las cargas positivas "expulsan" campo y las negativas lo "atraen".
Esquema
Interacción entre cargas
Uso de la Ley de
Coulomb para definir la fuerza (F).
Transición de Fuerza a Campo
Definición de carga de prueba Q2.
Cálculo de la intensidad (E) eliminando la dependencia de la segunda carga.
Propiedades visuales y
físicas
Estructura radial del campo.
Dependencia del signo (hacia afuera en positivas, hacia adentro en negativas).
Estructura radial del campo.
Dependencia del signo (hacia afuera en positivas, hacia adentro en negativas).
Mapa Mental
CAMPO DE CARGA PUNTUAL
Fundamento Matemático
Derivado de la Ley de Coulomb.
Fórmula:
Componentes
Carga generadora (Q1).
Carga de prueba Q2 (detecta el campo).
Distancia (r).
Comportamiento Visual
Forma: Radial (todas direcciones).
Carga (+): Campo saliente (alejándose).
Carga (-): Campo entrante (acercándose).
