El campo eléctrico es un espacio acotado que está sometido a una carga eléctrica. A continuación, aprenderás a realizar la fórmula y descubrir su intensidad.
Qué es el Campo Eléctrico
Denominamos campo eléctrico a un espacio acotado que está sometido a una carga eléctrica. Básicamente, es la fuerza que una partícula cargada recibiría, caso de situarla junto a otro partícula cargada.
Para representar el campo eléctrico, lo hacemos con una ‘E’ (E mayúscula) en la que aparece una flecha sobre ella, apuntando hacia adelante, para señalar que es una magnitud vectorial.
Para entender mejor qué es el campo eléctrico, el mejor ejemplo llega de la mano de dos cuerpo (A y B) con cargas positivas. En el caso del cuerpo B, su carga es q0 y le aplicamos una fuerza eléctrica F que viene dada por el cuerpo A. Al retirar el cuerpo B de la ecuación, señalamos la zona en la que estaba como el punto P. Así, estamos en disposición de asegurar que el cuerpo A genera un campo eléctrico en el punto P, donde ya no está el cuerpo B, a pesar de que ya no hay carga positiva en esa zona.
Un ejemplo sencillo de entender de cómo funciona un Campo Eléctrico es una bola de plasma. Se trata de un circuito con alto voltaje pero con corriente baja con un circuito que va más allá de la zona de vidrio. Y es que, al encender la luz interior, sea LED, neón o fluorescente, podemos notar su incidencia en la zona exterior.
Fórmula del Campo Eléctrico
Para hacer un cálculo exacto, debes aplicar esta fórmula del Campo Eléctrico. Te contamos qué es cada concepto.
- E – La E con la flecha encima simboliza el campo eléctrico de la carga puntual
- q – La q es la carga de la partícula que asume el campo eléctrico
- r2 – La magnitud de la posición relativa del vector es la r2
- ȓ – El vector unidad de la posición relativa del vector es la ȓ
- ℇ0 – Con epsilon cero se simboliza la permisividad del espacio libre, estimado en 8,854 x 10-12 C2/N.m2
- k – La constante que presenta la fuerza electrostática es la k y tiene un valor estimado de 9,0 x 109 N.m2/C2.
Tipos de Campo Eléctrico
No está de más conocer los dos tipos de Campo Eléctrico que puedes encontrar.
- Campo Eléctrico Uniforme – Se da cuando la magnitud y la dirección del Campo Eléctrico cuentan con los mismos valores en cualquier zona de la región. Por poner un ejemplo, el Campo Eléctrico de un conductor.
- Campo Eléctrico No Uniforme – Se da cuando la magnitud y la dirección del Campo Eléctrico no son iguales en diversos puntos del mismo.
- Campos Eléctricos Electrostáticos – Son los Campos Eléctricos que cuentan con una frecuencia de 0 Hz, es decir, que no varían a lo largo del tiempo. Estos campos eléctricos vienen generados por cargas eléctricas fijas pero no tienen una corriente.
- Campos Magnéticos Estáticos – Son los Campos Eléctricos que sí tienen su origen en corriente eléctricas, imanes permanentes o electricidad que circula por ellos con corriente continua y de forma permanente.
Características del Campo Eléctrico
Algunas de las características del Campo Eléctrico más destacadas son:
- El campo eléctrico es invisible e imperceptible al ojo humano.
- El origen del campo eléctrico está en las cargas eléctricas
- El campo eléctrico es tridimensional, por lo que rodea la carga.
- El campo eléctrico, además, es una cantidad vectorial.
- Si la carga puntual que genera un campo eléctrico es positiva, ésta apuntará en la dirección contraria a la carga
- Si la carga puntual que genera un campo eléctrico es negativa, ésta apuntará en dirección a la carga
- La intensidad del campo eléctrico se reduce cuando la distancia se hace más grande
Historia del Campo Eléctrico
La historia de los Campos Eléctricos se remonta a principios del siglo XIX, cuando los científicos británicos Michael Faraday y James C. Maxwell demostraron que las cargas eléctricas generaban campos magnéticos.
Eso sí, el responsable de acuñar el concepto de campo eléctrico fue Michael Faraday. Su objetivo era explicar la acción de las fuerzas eléctricas a pesar de la distancia. Y así lo hizo en 1831, con su histórica demostración de la inducción electromagnética. Esta demostración sirvió para relacionar magnetismo y electricidad. Su paso adelante sigue generando avances en este campo a día de hoy.
Más de tres décadas más tarde, en 1865, sería James C. Maxwell quien daría un paso más en este campo. Lo hizo con la aplicación de ecuaciones que ayudarían a describir muchos de los elementos implicados en la dinámica eléctrica de los campos. Su obra cumbre, la ‘Teoría Dinámica del Electromagnetismo’, así lo recoge.
Aplicaciones del Campo Eléctrico
Hablamos de un descubrimiento de hace dos siglos pero qué aplicaciones tiene el Campo Eléctrico en la actualidad. Muchas más de las que cabría imaginar. De hecho, el día a día de la actual sociedad sería imposible sin el descubrimiento de Faraday.
- Tecnología – Móviles, ordenadores, televisiones, reproductores de música, tablets…
- Electrodomésticos – Microondas, aspiradoras, freidoras, planchas, licuadoras…
- Aire Acondicionado
- Iluminación
- Robótica
- Producción de calor – Calderas, catalíticas, bombas de calor…
- Soldadura eléctrica
Líneas del Campo Eléctrico
Al ser invisible, es imposible que podamos ver el Campo Eléctrico. Por tal motivo, para representarlo, usamos las Líneas del Campo Eléctrico. El concepto de Líneas del Campo Eléctrico fue creado también por Michael Faraday, a principios del siglo XIX. Básicamente, esta herramienta sirve para poder mostrar la noción de intensidad y la orientación que tiene el campo eléctrico.
Para entender mejor este concepto, no está de más conocer las características de las Líneas del Campo Eléctrico:
- Las Líneas del Campo Eléctrico nunca se cruzan
- Pueden ser tanto curvas como rectas
- El número de Líneas del Campo Eléctrico será igual a la carga sobre la constante de permisividad (q/ℇ0)
- Las Líneas del Campo Eléctrico parten de las cargas positivas y apuntan a las cargas negativas
- Cuanto mayor sea la densidad de las Líneas del Campo Eléctrico, mayor será la intensidad del Campo Eléctrico (E)