1.6: Campo Eléctrico E

La región alrededor de un cuerpo cargado dentro de la cual puede ejercer su influencia electrostática puede llamarse campo eléctrico. En principio, se extiende hasta el infinito, pero en la práctica se cae más o menos rápidamente con la distancia. Podemos definir la intensidad o la fuerza\(E\) of an electric field as follows. Suppose that we place a small test charge \(Q\) in an electric field. This charge will then experience a force. The ratio of the force to the charge is called the intensity of the electric field, or, more usually, simply the electric field. Thus I have used the words “electric field” to mean either the region of space around a charged body, or, quantitatively, to mean its intensity. Usually it is clear from the context which is meant, but, if you wish, you may elect to use the longer phrase “intensity of the electric field” if you want to remove all doubt. The field and the force are in the same direction, and the electric field is a vector quantity, so the definition of the electric field can be written as

\[\textbf{F} = Q\textbf{E} \tag{1.6.1} \label{1.6.1}\]

Las unidades SI de campo eléctrico son newtons por culombo, o N C ^{- 1}. Un poco más tarde, sin embargo, nos encontraremos con una unidad llamada voltio, y aprenderemos que una unidad alternativa (y más habitual) para el campo eléctrico es voltios por metro, o V m ^{- 1}. Las dimensiones son MLT ^{- 2} Q ^-1.

Te habrás dado cuenta de que supuse que colocamos una carga de prueba “pequeña” en el campo, y quizás te hayas preguntado por qué tenía que ser pequeña, y qué tan pequeña. El problema es que, si colocamos una carga grande en un campo eléctrico, esto cambiará la configuración del campo eléctrico y de ahí frustrará nuestros esfuerzos para medirlo con precisión. Entonces — tiene que ser lo suficientemente pequeño para no cambiar la configuración del campo que estamos tratando de medir. ¿Qué tan pequeño es eso? Bueno, tendrá que significar infinitesimalmente pequeño. ¡Espero que quede claro! (¡Es un poco como esa partícula molesta de masa insignificante m que sigue apareciendo en problemas mecánicos!)

Ahora necesitamos calcular la intensidad de un campo eléctrico en las proximidades de diversas formas y tamaños de augurios cargados, como varillas, discos, esferas, etc.

• 1.6A: Campo de una carga puntual

• 1.6B: Distribuciones de carga esféricas

• 1.6C: Una varilla larga y cargada

• 1.6D: Campo en el Eje de y en el Plano de un Anillo Cargada

• 1.6E: Campo sobre el eje de un disco cargado uniformemente

• 1.6F: Campo de una Hoja de Plano Infinito de Cargada Uniforme