campoelectrico Queridos lectores, hoy traigo un excelente post sobre el campo eléctrico, un tema más de física por este sitio educativo, y disculpar la demora de publicación, pero nos encontramos trabajando fuertemente en el diseño de los cursos en linea para los exámenes de admisión a nivel superior y ha sido algo difícil disponer de tiempo, pero bien aquí seguimos 😎

Para entender el concepto de campo eléctrico, no hace falta saber mucha ciencia solamente necesito que imagines por un momento en el cuarto donde estés, tu recámara, la sala, en tu salón, etc…. En ese lugar existe un campo de temperatura, y en cualquier punto donde te muevas seguirás teniendo esa presencia de temperatura determinada por ese punto, es decir, no es la misma temperatura que sientes frente a un ventilador a que si estás en otro lugar del cuarto…!  ¿Entendido?..

Así como se genera ese campo de temperatura, se genera el campo gravitacional donde en cualquier punto de la tierra que estés, la gravedad actuará en ti con una fuerza determinada atrayéndote hacía ella, y así mismo lo hace el campo eléctrico con las partículas 😀

De otra forma podemos definirla como:

Campo Eléctrico: Región del espacio que rodea a una carga eléctrica

La magnitud del campo eléctrico producido por un campo de fuerza F sobre una carga de prueba q se obtiene mediante la siguiente fórmula matemática.

\displaystyle E=\frac{F}{q}

dónde:

\displaystyle F= Magnitud del campo de fuerza [N]

\displaystyle q= Carga de prueba [C]

\displaystyle E= Magnitud del campo eléctrico \displaystyle \left[ \frac{N}{C} \right]

Ejercicios resueltos de campo eléctrico

1.- Una carga de 5×10^-6 C se introduce a una región donde actúa un campo de fuerza de 0.04N. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en esa región?

Solución: Para poder solucionar este problema, basta con sustituir los valores arrojados en el mismo problema, por ejemplo tenemos el valor de la carga y también el valor de la fuerza que actúa sobre ese campo:

\displaystyle q=5x{{10}^{-6}}C \displaystyle F=0.04N

Ahora reemplazaremos estos datos en nuestra fórmula

\displaystyle E=\frac{F}{q}=\frac{0.04N}{5x{{10}^{-6}}C}=8000\frac{N}{C}

Eso es lo que se generaría en la región donde actúa dicha fuerza sobre las cargas. Ahora veamos otro ejemplo con algunos incisos para entender por completo este tema.

2.- Dada la imagen, y asumiendo que se coloca una carga q = 2×10^-7 C, y en ella actúa una fuerza F= 5×10^-2N, ¿Cuál es entonces, la intensidad del campo en P?

 Solución: La imagen a la que se refiere el problema, es la que aparece justamente debajo.

campoelectrico2 Para poder solucionar el problema, basta nuevamente en colocar nuestros datos en la fórmula.

\displaystyle E=\frac{F}{q}=\frac{5x{{10}^{-2}}N}{2x{{10}^{-7}}C}=2.5x{{10}^{5}}\frac{N}{C}

a) Al retirar la carga q y colocar en P una carga positiva de \displaystyle {{q}_{1}}=3x{{10}^{-7}}C ¿Cuál será el valor de la fuerza F que actuará sobre esa carga, y cuál es el sentido del movimiento que tenderá a adquirir?

– Para poder solucionar esta parte, es necesario sustituir el nuevo valor de la carga en la fórmula … Perooo con la condición de que ahora la fuerza será la incógnita, es decir:

\displaystyle F=qE

Hemos despejado F de la ecuación de campo eléctrico, entonces después de esto reemplazamos los datos.

\displaystyle F=qE=(3x{{10}^{-7}}C)(2.5x{{10}^{5}}\frac{N}{C})

\displaystyle F=7.5x{{10}^{-2}}N

Como la carga que hemos obtenido es positiva, entonces tenderá a moverse en el mismo sentido que el vector de E, es decir a la derecha. Para que podamos obtener un desplazamiento a la izquierda de E, entonces tendríamos que colocar una carga negativa. 🙂

Otro ejemplo que podemos encontrar es el siguiente.

3.- ¿Cuál es el valor de la carga que está sometida a un campo eléctrico de 4.5×10^5 N/C  y sobre ella se aplica una fuerza de 8.6 x10^-2 N?

Solución: Para este sencillo problema, basta con reemplazar los datos en nuestra fórmula, pero antes de ello debemos despejarla en términos de q , de la siguiente forma.

\displaystyle q=\frac{F}{E}

Sustituyendo nuestros datos:

\displaystyle q=\frac{8.6x{{10}^{-2}}N}{4.5x{{10}^{5}}\frac{N}{C}}=0.191x{{10}^{-6}}C

que con notación científica podemos dejarla expresada en \displaystyle q=19.1x{{10}^{-8}}C

que sería el valor de la carga a la que está sometida a un campo eléctrico y fuerza especificadas en el problema.

 

Existe una fórmula que relaciona a la constante de Coulomb K con la distancia a la que están separada las cargas y obtenemos como resultado la magnitud del campo eléctrico, pero se verá más adelante en otro post

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