Flujo Electrico

Flujo eléctrico:

En electromagnetismo el flujo eléctrico, o flujo electrostático,1 es una cantidad escalar que expresa una medida del campo eléctrico que atraviesa una determinada superficie,2 o expresado de otra forma, es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. Su cálculo para superficies cerradas se realiza aplicando la ley de Gauss. Por definición el flujo eléctrico parte de las cargas positivas y termina en las negativas, y en ausencia de las últimas termina en el infinito.2

La historia:

Michael Faraday en un simple experimento para estudiar el campo eléctrico, llegó a la conclusión errónea de que existe algún tipo de flujo eléctrico que parte de las cargas.

El experimento consistió en dos esferas metálicas concéntricas, separadas por un dieléctrico; la más grande consistente en dos hemisferios que se podían unir fuertemente. Primero se cargó la esfera pequeña con una carga eléctrica conocida. Con el cuidado adecuado se colocó el dieléctrico, y luego se armó la esfera grande. Al descargar la exterior y después medir las cargas restantes en ambas esferas, resultó que ambas eran iguales en magnitudes. Esto es cierto para cualquier aislante.

Faraday supuso que existía un flujo eléctrico, y concluyó que era proporcional a la carga. Fue Carl Friedrich Gauss quién expresó matemáticamente esta relación, dando lugar a la ley que lleva su nombre.

Unidades de flujo eléctrico

El flujo eléctrico en unidades del Sistema Internacional (SI) se expresa en: voltios por metro (V m), o, de forma equivalente, newton por metro al cuadrado por culombio (N m2 C−1).2 Por lo tanto, las unidades básicas del SI del flujo eléctrico son: kg•m3•s−3•A−1.

Ley de gauss:

• La integral de área del campo eléctrico sobre cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta encerrada en esa superficie dividida por la permitividad del vacío. La ley de Gauss es una forma de una de las ecuaciones de Maxwell, las cuatro ecuaciones fundamentales de la Electricidad y el Magnetismo.

• La ley de Gauss permite la evaluación del campo eléctrico en muchas situaciones prácticas, mediante la formación de superficies gausianas simétricas alrededor de una distribución de cargas y la evaluación del flujo eléctrico a través de esa superficie.

• Pasos para aplicar a ley de gauss:

• El primer paso es seleccionar la superficie que va a usarse con la ley de Gauss, o superficie gaussiana. Si Ud. Quiere encontrar el campo en un punto particular, tal punto debe encontrarse sobre su superficie gaussiana.

• La superficie gaussiana no tiene que ser una superficie física real, como la superficie de un cuerpo sólido. A menudo, la superficie apropiada es una superficie geométrica imaginaria; puede estar en el espacio vacío, embebida en un cuerpo sólido o parcialmente en ambos.

• Por lo general, puede calcularse la integral en la ley de Gauss (sin ayuda de una computadora) sólo si la superficie gaussiana y la distribución de carga tienen alguna propiedad de simetría- Si la distribución de carga tiene simetría cilíndrica o esférica, escoja como superficie gaussiana un cilindro coaxial o una esfera concéntrica, respectivamente.

• A veces puede considerarse la superficie gaussiana formada por varias superficies, como los lados y los extremos de un cilindro. La integral E 1 dA sobre la superficie cerrada siempre es igual a la suma de las integrales sobre todas las superficies. Algunas de las integrales pueden ser cero, como en los puntos 6 y 7 siguientes.

• SÍ E es perpendicular (normal) en todo punto a una superficie con área A, si apunta hacia afuera desde el interior de la superficie y si también tiene la misma magnitud en todo punto sobre la superficie, entonces E L = E= constante, y E L dA sobre esa superficie es igual a EA. Si, por el contrario, E es perpendicular y está dirigido hacia adentro, E 1 = - E y E L dA = -EA.

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