Campo Eléctrico

En el caso de la carga eléctrica es posible describir su influencia sobre otras definiendo el campo eléctrico como la fuerza eléctrica por unidad de carga (positiva). El campo eléctrico (E) que existe en un punto es la fuerza electroestática experimentada por una carga eléctrica colocada en ese punto y dividida entre la misma:

En esta ecuación se observa que la intencidad del campo eléctrico es igual a la fuerza que recibe la unidad de carga. En el sistema internacional, la unidad de campo eléctrico es el newton por Coulomb (N/C). El campo eléctrico es un vector cuya dirección y sentido son los de a fuerza que se aplica.
Al considerar el campo eléctrico que existe sobre una carga puntual, aplicando la ley de Coulomb y sustituyendo el valor de la fuerza, tenemos que:

Por lo tanto el valor del campo eléctrico sobre una carga puntual será:

EJEMPLOS:

Ejemplo n° 1

Una pequeña pelota tiene una masa de 0.012 kg y una carga eléctrica de -18 uc. Determina la magnitud campo eléctrico necesario para hacer que la pelota flota.

Considerando que la fuerza que se le aplica a la pelota la podemos determinar a partir de la segunda Ley de Newton (F= ma), donde la aceleración es el valor de la gravedad, tenemos que:

Ejemplo n° 2

Dos pequeñas esferas cubiertas de oro se encuentran separadas 12 cm. Si las esferas éstan cargadas con -3.5 uc y +2 uc, respectivamente, determina el valor del campo magnético que existe en medio de ellas.

Considerando que la separación ente ellas es la misma, es decir, r1 = r2, el cálculo debe realizarse en la parte media de la separación, por lo tanto:



El campo puede representarse por las llamadas líneas de campo eléctrico, o líneas de fuerza, las cuales fueron propuestas originalmente por el físico inglés Michel Faraday (1791-1867). Estas líneas proporcionan información sobre la dirección e intencidad del campo eléctrico.

En la siguiente imagen se muestra una carga puntual negativa; observa que las lineas están dirigidas hacia dentro, lo que significa, que la fuerza es de atracción.

En general, como menciona Cutnell, "Las lineas de campo eléctrico siempre están dirigidas hacia afuera de las cargas positivas y hacia adentro de las negativas"

Las lineas de campo eléctrico no siempre son rectas. Por ejemplo, mencionaremos en los que existen dos cargas eléctricamente diferentes, y otros son eléctricamente iguales.
en la siguiente figura, existen  dos cargas puntuales separadas que tienen la misma magnitud y signos opuestos, y las líneas de fuerza son curvas. Observa que las lineas de campo eléctrico empiezan con una carga positiva y terminan con una carga negativa. A este arreglo de cargas se le conoce como dipolo eléctrico.

En caso contrario, como se muestra a continuación, muestra que para dos cargas puntales separadas que tienen la misma magnitud y signos (positiva), observa que las líneas de campo eléctrico también son curvas; sin embargo, el campo eléctrico en la región más cercana a ambas cargas es relativamente débil.