Lineas De Campo Electrico

Aprendizaje Esperado Los alumnos,  Reconocen las características de campos eléctricos, y sus interacciones con cargas. Material de apuntes N°5 “Líneas de campo Eléctrico” Las líneas de campo eléctrico fue un concepto introducido por Michael Faraday, en el siglo pasado, con la finalidad de representar el campo eléctrico mediante un diagrama. Para comprender con mayor facilidad supongamos una carga puntual positiva que genera un campo eléctrico en el espacio que la rodea, como ya sabes en  cada punto del espacio que la rodea existe un vector E , donde su magnitud disminuye a medida que nos alejamos de la carga.





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En algunos puntos alrededor consideremos los vectores E1 , E 2 , E3 , etc., que tienen igual dirección, y tracemos una línea que pase por estos vectores y orientada en el mismo sentido que ellos, una línea como esta se denomina línea de fuerza de campo eléctrico.

Nota: En el caso de campo eléctrico generado por cargas negativas (-) obviamente las líneas de fuerza estarían dirigidas hacia el interior de la carga. Las líneas de fuerza que acabamos de estudiar presentan distribuciones relativamente simples, pero existen otras distribuciones que presentan formas más complejas por ejemplo las líneas de fuerza generadas por dos cargas puntuales de la misma magnitud pero de signos contrarios.

También podemos apreciar la configuración para cargas del mismo signo e igual magnitud, en todos los casos, cada línea debe trazarse de manera que,  en cada punto, el vector E sea tangente a ella.

Las líneas de fuerza se establecen de manera que proporcionen información no  solo acerca de la dirección y sentido del vector E , sino también de la magnitud de este vector. Para ello, siempre se encuentran las líneas de fuerza mas cercanas entre sí en las zonas donde la intensidad del campo eléctrico es mayor, y por lo tanto, deberán estar mas separadas en los puntos donde la intensidad del campo es menor, es fácil notar que las líneas de fuerza están mas juntas en las cercanías de las cargas, indicando como ya sabes que el campo eléctrico es mas intenso en estas regiones, y de manera contraria se puede observar las líneas mas separadas en las regiones lejanas de las cargas indicando poca intensidad del campo. Campo eléctrico uniforme. Consideremos dos placas paralelas planas, separadas por una distancia pequeña entre ellas en comparación con sus dimensiones. Supongamos que se encuentran uniformente electrizadas con cargas de la misma magnitud y de signos contrarios, como se observa en la figura. Si se coloca una carga de prueba q en P1 situado  entre las placas, tal carga quedara sujeta a una fuerza F , debida al campo eléctrico originado por las placas en el espacio que existe entre ellas dirigida de placa positiva a negativa. Al desplazar la carga de prueba q hacia otro punto cualquiera entre las placas (como P2, o el P3, etc.), se puede observar que sobre q actuara una fuerza F de la misma magnitud, la misma dirección y el mismo sentido que la que actuaba cuando en P1, por lo tanto, concluimos que el campo eléctrico existente entre estas placas tiene en cualquier punto, el mismos valor, la misma dirección y sentido, un acampo como esto se denomina campo eléctrico uniforme.



En la figura anterior se ve que las líneas son paralelas (la dirección de E no  varia) y se encuentran igualmente espaciadas (el valor de E es cte.), lo que indica que el campo eléctrico es uniforme en la región. Pero es importante notar que estas consideraciones son validas solo para puntos que se hallan No cerca de los extremos de las placas, de hecho las líneas de fuerza son curvas en los extremos.