Campo Eléctrico.

LOPEZ MARIANNE

Comenzaremos diciendo que Faraday, quien vivió desde 1791 a 1867, fue la primera persona que introdujo la noción de este concepto, ayudando a explicar la interacción a distancia que ocurre entre los cuerpos.

Imaginemos un imán junto a un clavo o cualquier objeto metálico, en donde este es atraído peculiarmente y pues, a medida que dicho objeto se va alejando del imán, la fuerza de atracción va disminuyendo, hasta que esa fuerza desaparezca.

Esto podría tratar de explicar la maravillosa definición de lo que es un campo eléctrico , ya que mencionado imán crea su propio espacio de fuerza para atraer objetos pero hay mucho más en todo esto , se preguntaran cuál sería su intensidad o etc. , o si hay alguna fórmula para calcular dicho aspecto .

La respuesta es que si la hay, a continuación aclararemos estas dudas, y a la vez despejaremos formalmente el concepto de campo eléctrico.

Un campo eléctrico es toda región del espacio que rodea un cuerpo cargado tal que al acercar otra carga eléctrica positiva de prueba, se manifiesta de atracción o repulsión.

1.- Definición Matemática:

Matemáticamente se describe como un campo vectorial una carga eléctrica puntual de valor (q) sufre los efectos de una fuerza eléctrica (F) dada por la siguiente ecuación:

F= qE

Donde E es la sumatoria vectorial de la intensidad de cada una de las cargas puntuales presentes en la gráfica.

La fuerza a la que la carga queda sometida será de atracción o repulsión, dependiendo del signo de dicha carga. La dirección del vector campo eléctrico tendrá la misma dirección de la recta que une el punto considerado y la carga generadora.

2.  Líneas de fuerza en un campo eléctrico :

Las líneas de fuerza emergen o salen de las cargas eléctricas positivas pero inciden o entran a las cargas eléctricas negativas.

En cada punto del espacio solo pasa una línea de fuerza, pero si se cruzan dos o más, entonces deberá calcularse la línea de fuerza resultante a través de una suma vectorial.

3.- Intensidad de carga creada por una carga puntual:

Tal y como hemos visto anteriormente, en el caso que deseemos calcular la intensidad de campo eléctrico en un determinado punto creado por una única carga puntual ¨q¨, deberemos introducir una carga testigo positiva en dicho punto.

A partir de aquí podemos emplear la ley de Columb (para calcular la fuerza eléctrica que sufre (q) y la definición de intensidad del campo en un punto, cuya fórmula es:

E= (K⋅q)/r2

Donde:

K: constante de C.

q: carga que crea un campo.

R: distancia entre la carga y el punto donde se mide la intensidad.

Ur: vector unitario.

Si analizamos la expresión, podemos deducir las siguientes cuestiones:

• Cuando mayor es la distancia entre la carga y el punto donde se mida, la intensidad del campo eléctrico será menor.
• La intensidad en un punto depende de la carga ¨q¨ que lo genera, la distancia entre dicha carga y dicho punto y el medio en que se encuentren.

Con todo lo anterior, podemos concluir que en torno a una carga eléctrica, se genera un campo eléctrico vectorial mismo que disminuye con la distancia, tal y como lo vimos en el ejemplo del clavo, y este campo produce una fuerza eléctrica sobre una carga que se ubique en algún punto de él.

Referencias:

• www. Ecured. com

Distribución de carga.

LOPEZ MARIANNE

Para introducirnos en este concepto de lo que es la distribución de cargas, debemos tener en cuenta la definición del potencial eléctrico o voltaje, que en este caso sería el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto de referencia.

Ahora sí, dicho esto, estaremos preparados para entender la noción de distribución de cargas en las siguientes líneas.

Una distribución de cargas, son cargas que están en una superficie distribuidas uniformemente. Esto hace que el potencial en cada punto, sea el mismo. Estas superficies son llamadas ¨superficies potenciales ¨ en donde más adelante hablaremos sobre esto.

Por otro lado, la carga eléctrica no se presentó siempre como una carga puntual. En la mayoría de veces que se presenta, la carga esta como una distribución continua de cargas a lo largo de una línea, en una superficie o en un volumen. Por ejemplo, las nubes atmosféricas o distribuciones de cargas de una molécula.

En el caso de una distribución continua de cargas, el campo eléctrico que se produce en un punto cualquiera, se calcula dividiendo la carga en elementos muy pequeños, hasta poder considerarlos puntuales y así hacer uso del cálculo integral

Dicho esto , concluimos entonces que para tener distribución de cargas , necesariamente debe existir una superficie y un volumen definido ya que las distribuciones continuas de cargas son aproximaciones macroscópicas cuya validez tiene por limite aquel en el cual se deban tener en cuenta efectos cuánticos.

Referencias:

• www. Fisicalab. com

Conductores y aislantes eléctricos.

LOPEZ MARIANNE

¿Cómo la electricidad puede ser manejada de una manera con conveniente para nosotros hoy en día? Esta importante para todo investigador resolver esta interrogante ya que el mundo moderno se basa en esta manipulación controlada de la electricidad.

Los conductores eléctricos están fabricados de materiales cuya resistencia al paso de la corriente es muy baja, pero sin olvidar que el aislante que protege este conductor es 1024 veces más resistente al paso eléctrico que su conductor.

Los aislantes eléctricos sirven como medida de protección contra posibles accidentes ya que es naturaleza de la electricidad dirigirse por la dirección que le presente menos resistencia de paso.

Los conductores eléctricos pueden ser desde líquidos hasta gases, pero en la naturaleza existe un tipo de material que son los mejores conductores. Estos son los metales, dentro de estos elementos metálicos mencionamos a: la Plata, el cobre, aluminio y aleaciones de este y conductores compuestos de aleaciones entre aluminio-acero, cobre-acero, etc.

En síntesis, la humanidad aprendió con el pasar del tiempo a controlar hasta cierto grado la electricidad para utilizarla en su beneficio, aún falta mucho para poder decir que se le ha controlado pero no cabe duda que los conductores marcaron un antes y un después en la relación del hombre con la electricidad.

Referencias:

·         www. Física lab. com

·         Libro Pre UNAC-2017.