Ejercicio resuelto de Campo eléctrico · Física · 2022

Explique qué es un campo eléctrico y defina la intensidad de campo eléctrico. [2 puntos]

Un campo eléctrico es la perturbación que una carga, o una distribución de cargas, produce en el espacio que la rodea, de modo que cualquier otra carga situada en él experimenta una fuerza.

El concepto de campo evita hablar de acción a distancia instantánea: la carga modifica el espacio, y es ese espacio modificado el que actúa sobre la segunda carga.





La intensidad de campo eléctrico en un punto se define como la fuerza que soportaría en ese punto la unidad de carga positiva:

$\vec E=\dfrac{\vec F}{q}$

Es una magnitud vectorial, con la misma dirección que la fuerza, y su sentido es el de la fuerza si la carga de prueba es positiva y el contrario si es negativa. Se mide en newtons por culombio, que equivale también a voltios por metro:

$[E]=\dfrac{\text{N}}{\text{C}}=\dfrac{\text{V}}{\text{m}}$

Para el caso particular de una carga puntual $Q$, sustituyendo la ley de Coulomb en la definición:

$\vec E=\dfrac{1}{q}\,K\dfrac{Q\,q}{r^2}\,\vec u_r=K\dfrac{Q}{r^2}\,\vec u_r$

De donde se ve que la intensidad no depende de la carga de prueba, sino solo de la carga creadora y del punto: es una propiedad del campo, no del cuerpo que se coloque en él.

El campo se representa mediante líneas de campo, tangentes en cada punto al vector intensidad. Como se ve en la figura, salen de las cargas positivas y entran en las negativas, nunca se cortan, y su densidad es mayor donde el campo es más intenso.

Cuando el campo lo crean varias cargas se aplica el principio de superposición: la intensidad total es la suma vectorial de las intensidades que crea cada una por separado.