Qué aprenderás en esta clase
El campo eléctrico como fuerza por unidad de carga, su dirección según el signo de la carga que lo crea y cómo se calcula en un punto.
Qué es el campo eléctrico
El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica que se ejerce por unidad de carga, en un punto dado, sobre una carga de prueba de 1 coulomb. Es una forma de describir lo que una carga hace a su alrededor, sin necesidad de poner otra carga: el campo existe en cada punto del espacio y dice qué fuerza sentiría una carga que se colocara allí.
La dirección del campo
El campo eléctrico se dirige radialmente hacia afuera de una carga positiva y radialmente hacia adentro de una carga negativa. Las líneas de campo muestran esa dirección: salen de las cargas positivas y llegan a las negativas. Cuanto más juntas están las líneas, más intenso es el campo en esa zona. Para decidir el sentido de un vector campo en un punto, se imagina una carga de prueba positiva en ese punto: si la carga que crea el campo es positiva, la repele, y si es negativa, la atrae.
La fórmula
Para una carga puntual , el módulo del campo a una distancia es Sus unidades son newton por coulomb, . Si se coloca una carga en ese punto, la fuerza que siente es , lo que relaciona los dos conceptos de este curso.
Un ejemplo
El campo de una carga de 2 nC a 0,40 m es . Es un valor que aparece en el ejercicio 5 del repartido. A 0,80 m, el doble de distancia, el campo vale la cuarta parte: 28,1 N/C.
Varias cargas: superposición
Cuando hay varias cargas, el campo en un punto es la suma vectorial de los campos de cada una. Se calcula el módulo de cada campo con la fórmula, se dibuja su dirección y sentido, y después se suman como vectores: si tienen la misma dirección y sentido, se suman los módulos; si son perpendiculares, se usa Pitágoras; y en el caso general, el teorema del coseno.
Qué no hay que confundir
El signo de la carga no se usa en la fórmula del módulo: solo decide el sentido. Y el campo es un vector, de modo que no alcanza con dar el número: hay que decir hacia dónde apunta. Practicá calculando el campo de una carga de nC a 0,20 m: el módulo es N/C, apuntando hacia la carga.