CAMPOS ELECTROSTÁTICOS, POTENCIAL ELÉCTRICO Y CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA

UNIDAD 1.

CAMPOS ELECTROSTÁTICOS, POTENCIAL ELÉCTRICO Y

CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA

El estudio de la interacción entre los cuerpos ha establecido la existencia de diversos tipos de campos en el ámbito de la física, entendiendo por campo una magnitud física que describe una variación sobre una región del espacio por efecto de la presencia de los cuerpos, este efecto puede ser no visible, pero si medible.

Tradicionalmente los tipos de campos bajo estudio han sido el gravitacional, el eléctrico y el magnético, sin embargo, este concepto se ha extendido a otras magnitudes con el fin de describirlas, entre ellas están las variaciones de temperatura, las tensiones mecánicas en un cuerpo, la propagación de ondas, entre otras.

En este capítulo se presentan los conceptos básicos relacionados con el campo eléctrico, el cual es el principio de la electrostática.Las aplicaciones de la electrostática están presentes en la vida moderna, como es en equipos médicos de rayos X, electrocardiogramas y electroencefalogramas, en dispositivos electrónicos como condensadores y transistores, en equipos asociados a computadoras como pantallas sensibles al tacto, pantallas de cristal líquido e impresoras electrostáticas, en equipos de protección como los pararrayos, en aplicaciones industriales como la pintura electrostática, recubrimientos químicos como la galvanoplastia, entre muchas otras aplicaciones. Sin lugar a dudas, el estudio de la electrostática es un campo interesante y de actualidad tecnológica, que es la base para estudios posteriores de equipos y sistemas más complejos.

Las cargas eléctricas no requieren de un medio material para influir entre ellas, por lo que las fuerzas que se presentan se consideran de acción a distancia.Para poder describir los efectos de esas fuerzas se estudia el concepto del campo eléctrico, y en primer término el de carga eléctrica.

1.1Carga eléctrica.

El concepto de campo eléctrico surge como la explicación de la interacción entre cargas eléctricas, sin necesidad de un contacto físico ni de un medio para dicha interacción.

La carga eléctrica es un concepto fundamental y que se aplica ante la existencia de fuerzas susceptibles de ser medidas experimentalmente.La carga tiene dos formas conocidas como son:

•Carga positiva (+).

•Carga negativa (-).

Estos dos tipos de carga fueron determinados por Benjamín Franklin (1706 - 1790), quien a través de sus observaciones determinó que cargas similares se repelen entre sí y cargas opuestas se atraen entre sí.

Si se suspende una barra dura de caucho que se ha frotado con un paño y se le acerca una barra de cristal que igualmente se ha frotado con seda, las dos barras se atraerán entre sí.De manera similar, si se acercan dos barras de caucho (o dos de cristal) cargadas, ambas se repelerán.

La carga eléctrica en un cuerpo, se puede presentar en su exterior, en su interior o dentro de una superficie cerrada, constituyendo una forma cualitativa de exceso de electricidad respecto a la presente en otro cuerpo o superficie.

La electricidad es una de las siete cantidades fundamentales, las que han sido adoptadas por la General Conference on Weights and Measures (Junta General de Pesas y Medidas) y son aquellas cantidades que no se derivan de ninguna otra.Las unidades de estas cantidades fundamentales son las creadas por el Sistema Internacional (SI), se basan en el sistema mksa (metro-kilogramo-segundo-amperio) y han sido adoptadas por las entidades normativas a nivel mundial, entre las que se pueden mencionar la IEC, el ANSI y el IEEE.

La unidad correspondiente a la cuantificación de la carga eléctrica es el Coulomb (C), el cual es una unidad derivada en el Sistema Internacional, es decir, que se expresa en términos de las cantidades fundamentales.

1 Coulomb equivale

...