Definición
Un campo eléctrico es la fuerza que llena el espacio alrededor de cada carga eléctrica o grupo de cargas. Los campos eléctricos son causados por fuerzas eléctricas. Las fuerzas eléctricas son similares a las fuerzas gravitacionales en que actúan entre cosas que no están en contacto entre sí. Los campos eléctricos también son análogos a los campos magnéticos resultantes de fuerzas que actúan sobre sustancias magnéticas o polos magnéticos. Las ondas electromagnéticas tienen un campo eléctrico y un campo magnético que están acoplados entre sí. Matemáticamente, la magnitud (o la fuerza) de un campo eléctrico en cualquier punto se define por la fuerza experimentada por la carga en ese punto dividida por la carga. Este concepto se escribe matemáticamente como E = F / q. La intensidad del campo eléctrico se mide en unidades de newton / culombio. Los campos eléctricos son estáticos o dinámicos.
Campos eléctricos estáticos
Los campos eléctricos estáticos, o campos electrostáticos , son producidos por cargas estacionarias y están desacoplados a los campos magnéticos. Es posible que haya experimentado este mismo fenómeno cuando las prendas se pegan unas a otras al sacarlas de la secadora. Los rayos también son causados por un campo eléctrico estático muy fuerte entre una nube y la tierra.
El campo eléctrico tiene una dirección clara e intensidad específica en cada punto dentro del campo. Esto se debe al hecho de que la fuerza ejercida sobre cualquier carga particular varía en magnitud y dirección de un punto a otro dentro del campo. Los campos eléctricos se representan mediante líneas de la misma manera que los campos magnéticos.
Esta imagen muestra los campos eléctricos alrededor de cargas positivas y negativas aisladas, dos cargas diferentes (una positiva y una negativa) y dos cargas similares (ambas positivas). Las flechas en las líneas muestran la dirección en la que actúan las fuerzas eléctricas. La separación entre las líneas indica la intensidad del campo eléctrico. Como es de esperar, cuanto más nos alejamos de las cargas, más débil es la fuerza del campo eléctrico. También puede ver, al igual que con los campos magnéticos, que las cargas eléctricas diferentes se atraen y las cargas similares se repelen entre sí. Las líneas de campo eléctrico alrededor de una partícula cargada positivamente apuntan radialmente hacia afuera, y las líneas alrededor de una partícula cargada negativamente apuntan radialmente hacia adentro.
La fuerza con la que dos cargas eléctricas se atraen o se repelen es directamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las dos cargas. Dicho de otra manera, si la distancia entre las dos cargas se reduce a la mitad, la fuerza entre ellas se cuadruplica. Si la distancia entre las dos cargas se duplica, la fuerza entre ellas es un cuarto de la fuerza original.
¿Qué son los Campos Eléctricos y Magnéticos en Física?
Un ejemplo de campo electrostático es el que se produce en un condensador de placas paralelas. Un capacitor de placas paralelas consta de dos placas paralelas con la misma área de superficie separadas por una cierta distancia. El volumen entre las placas se llena con un material dieléctrico. Un material dieléctrico también se llama aislante. En un dieléctrico perfecto, no fluye corriente a través del material. Los ejemplos de dieléctricos incluyen vidrio, parafina, mica y cuarzo.
Una fuente de voltaje de corriente continua (CC) está conectada a las dos placas conductoras. La carga de polaridad igual y opuesta se transfiere a las superficies de los conductores. Debido a la diferencia de voltaje aplicada, la carga positiva se acumula uniformemente en la placa conectada al terminal de voltaje positivo y la carga negativa se acumula uniformemente en la placa conectada al terminal de voltaje negativo. En el medio dieléctrico entre las placas, las cargas inducen un campo eléctrico uniforme en la dirección de cargas positivas a negativas.
Campos eléctricos dinámicos
Los campos dinámicos , o campos que varían en el tiempo , son inducidos por fuentes que varían en el tiempo. Los campos que varían en el tiempo se utilizan para producir ondas electromagnéticas, que se utilizan en cosas como equipos de transmisión de radio y televisión, radares, máquinas de rayos X y ultrasonido, hornos microondas, sistemas de teléfonos celulares e inalámbricos y enrutadores inalámbricos.
Las fuentes que varían en el tiempo incluyen corrientes eléctricas y densidades de carga. Si la corriente asociada con el haz de partículas cargadas en movimiento varía con el tiempo, entonces la cantidad de carga presente en el haz también varía con el tiempo, y viceversa. En este caso, los campos eléctricos y magnéticos están acoplados entre sí. Un campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo magnético variable en el tiempo y viceversa. El campo eléctrico y el campo magnético son siempre perpendiculares (es decir, separados por 90 grados) entre sí. La generación continua de campos eléctricos y magnéticos con una separación de 90 grados entre sí hace que la onda «viaje» en el tiempo y el espacio.
Un ejemplo de un campo variable en el tiempo es el campo eléctrico (y magnético) producido por una antena monopolo utilizada en la radiodifusión. Un transmisor, que es una fuente de corriente alterna (CA), está conectado a la antena. Esto proporciona la corriente variable en el tiempo necesaria para inducir un campo magnético variable en el tiempo, que a su vez genera un campo eléctrico variable en el tiempo. El ciclo es continuo y la antena lanza la onda electromagnética al aire.
Antropología Psicológica: Definición, historia y campos
Resumen de la lección
Un campo eléctrico es la fuerza que llena el espacio alrededor de cada carga eléctrica o grupo de cargas. Hay dos tipos de campos eléctricos: campos estáticos (o electrostáticos) y campos dinámicos (o variables en el tiempo) . Los campos eléctricos tienen una magnitud definida y una dirección específica. La magnitud (o fuerza) del campo eléctrico en cualquier punto viene dada por la ecuación, E = F / q , la fuerza experimentada por la carga en ese punto dividida por la carga. Ejemplos de campos eléctricos incluyen el campo producido en el dieléctrico de un capacitor de placas paralelas (que crea un campo electrostático) y la onda electromagnética producida por una antena monopolo de radiodifusión (que crea un campo variable en el tiempo).
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