Campo eléctrico

Aprende también Discusión sobre cuestiones relacionadas con el campo eléctrico Dan Ejemplos de preguntas sobre campos eléctricos

Para facilitar la comprensión de la fuerza eléctrica que puede actuar a distancia, se introdujo el concepto de campo. Este concepto fue desarrollado por el científico británico Michael Faraday (1791-1867).

Definición

Supongamos que una varilla de vidrio es inicialmente eléctricamente neutra. Después de ser frotada con un paño, la varilla de vidrio se carga eléctricamente. Cuando la varilla de vidrio tiene carga eléctricaAl mismo tiempo, aparece un campo alrededor de la varilla de vidrio. Si la varilla se vuelve neutra, el campo desaparece del espacio. Por lo tanto, la existencia de un campo es inseparable de la presencia de una carga eléctrica. Un campo eléctrico no es una sustancia como el aire ni una onda como las ondas electromagnéticas, sino algo generado por una carga eléctrica que afecta el espacio que la rodea, donde su influencia solo la perciben otras cargas eléctricas.

Para comprobar si existe un campo en un espacio, se supone que existe uno. carga de prueba en ese espacio. La carga de prueba es una carga (Q) tan pequeña que produce un campo muy pequeño y, por lo tanto, puede ignorarse. Sin embargo, la carga de prueba puede sentir la influencia del campo generado por otras cargas eléctricas. La carga de prueba está presente solo para investigar si existe un campo eléctrico. Si existe, la carga de prueba definitivamente experimentará una influencia en forma de fuerza eléctrica Por el contrario, si no está presente, no se experimentará el cargo de prueba. fuerza eléctrica.

Mira la imagen de al lado.
En la figura 1, la carga +q₁ y carga +q₂ produce un campo eléctrico en el espacio circundante. Cuando se coloca una carga de prueba +q_o En un punto del espacio, la carga de prueba +q_o experimentando fuerza eléctrica. F₁ es la fuerza eléctrica ejercida por la carga +q₁ a la carga de prueba +q_o y F₂ es la fuerza eléctrica ejercida por la carga +q₂ a la carga de prueba +q_oEn la figura 2, cuando se retira la carga de prueba, el campo permanece y no desaparece de ese punto.₁ es el campo producido por una carga eléctrica +q₁ y E₂ es el campo producido por una carga eléctrica +q₂.

intensidad del campo

Un campo eléctrico es una magnitud vectorial que posee magnitud y dirección. La intensidad del campo eléctrico en un punto se define como la fuerza eléctrica ejercida por una carga eléctrica sobre una carga de prueba positiva colocada en ese punto, dividida por la magnitud de la carga de prueba.
Informacion:
E = intensidad del campo
F = fuerza eléctrica
q = magnitud de la carga de prueba
Informacion:
Q = carga eléctrica
r = distancia entre la carga eléctrica y la carga de prueba
(léase: épsilon cero) = permitividad del espacio vacío = 8,854 x 10^-12 C²/Nuevo Méjico²
k = constante de Coulomb = 9 x 10⁹ nm²/C²

La unidad de fuerza eléctrica es el Newton y la unidad de carga eléctrica es el Coulomb, por lo que la unidad de campo es Newton/Coulomb, abreviado N/C.

Ara

 
Mira la imagen del lateral.
En Figura 1a, una carga eléctrica positiva (+Q) ejerce una fuerza eléctrica sobre una carga de prueba positiva (+q), donde la dirección de la fuerza eléctrica (F) se aleja de la carga +Q.
En Figura 1bCuando se retira la carga de prueba, en ese punto hay un campo (E) cuya dirección se aleja de la carga eléctrica Q.
En Figura 2a, una carga eléctrica negativa (-Q) ejerce una fuerza eléctrica sobre una carga de prueba positiva (+q), donde la dirección de la fuerza eléctrica (F) se aproxima a la carga -Q.
En Figura 2bCuando se retira la carga de prueba, en ese punto hay un campo (E) cuya dirección es cercana a la carga eléctrica -Q.
Basándonos en la imagen y la explicación anteriores, se puede concluir que la dirección del campo se aleja de la carga eléctrica positiva y se dirige hacia la carga eléctrica negativa.

Ejemplo de

1. El punto A se encuentra en un campo eléctrico. La intensidad del campo eléctrico en el punto A es de 0,4 N/C. Si se coloca un objeto con una carga de 0,2 C en el punto A, se genera una fuerza de Coulomb de...
A. 0,2 N
B. 0,4 N
C. 0,6 N
D. 0,7 N
E. 0,8 N
Discusión :
Es conocida :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 C
Preguntó :
¿Fuerza eléctrica?
Mandíbula :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
La respuesta correcta es E.

2. Un punto cargado q Se encuentra en el punto A en el campo eléctrico generado por la carga (+) de manera que experimenta una fuerza de 0,1 N en la dirección hacia la carga q. Si la intensidad del campo en el punto A es de 0,02 N/C, entonces la magnitud y el tipo de carga q son...
A. 5,0 °C, positivo
B. 5,0 C, negativo
C. 4,0 C, positivo
D. 2,5 C, negativo
E. 2,5 °C, positivo
Discusión :
Es conocida :
F = 0,1 N
E = 0,02 N/C
Preguntó :
¿Cuál es la magnitud y la dirección de la carga q?
Mandíbula :
La magnitud de la carga q:
F = q E
q = F / E = 0,1 N : 0,02 N/C = 5C
Tipo de cargo q:
La fuerza de Coulomb actúa en dirección a la carga q, por lo que la carga q debe tener un valor positivo.