Cuando un campo
eléctrico influye sobre otro cuerpo o carga eléctrica, se dice que ejerce una
fuerza eléctrica sobre éste. A diferencia de un campo eléctrico, si es posible
observar el efecto de la acción ejercida por la fuerza eléctrica y cuantificar
su intensidad. La intensidad del campo eléctrico (E) producido por una carga
(Q) es el conciente entre la fuerza eléctrica (F) y el valor de la carga
eléctrica de prueba (q).
E =
F/q
Donde:
E : intensidad
del campo eléctrico expresado en newtons / coulombs (N/C)
F : fuerza
ejercida sobre la carga de prueba, espresada en newtons (N)
q : valor de la
carga de prueba expresada en coulombs (C)
es importante
saber que la intensidad del campo eléctrico que se calcula en la posición de q
(carga de prueba) es la del campo producido por la carga Q, no la de campo
producido por q.
un campo
eléctrico es una cantidad vectorial que tiene dirección , magnitud y sentido.
La dirección se representa mediante una flecha que indica hacia donde se mueve
una pequeña carga de prueba positiva en reposo cuando se coloca cerca de un
cuerpo cargado.
Ejemplos:
1.- una carga de
2 µC se coloca en un campo eléctrico y experimenta una fuerza de 5 x 10 -4 N.
¿Cuál es la magnitud de la intensidad del campo eléctrico?
DATOS
|
FORMULA
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SUSTITUCION Y RESULTADO
|
q
= 5µC=5x10-6 C
|
E
= F/q
|
(10
x 10⁶ N/C) (5x10⁻⁶C)
|
F=
10x10⁶N
|
F=
Eq
|
F=
50 N
|
E=
?
|
2.- Una carga de
prueba de 5 µC se coloca en un punto donde la intensidad del campo eléctrico es
de 10 x 10⁶ N/C ¿Cuál es el valor de la fuerza que actuca sobre ella?
3.- Calcula la
intensidad del campo eléctrico de una carga de 3 µC que recibe una fuerza de 4
x 10⁻⁵ N.
DATOS
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FORMULA
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SUSTITUCION Y RESULTADO
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q
= 5µC=5x10-6 C
|
E
= F/q
|
(10
x 10⁶ N/C) (5x10⁻⁶C)
|
F=
10x10⁶N
|
F=
Eq
|
F=
50 N
|
E=
?
|
Los ejemplos
anteriores presentan casos en los que se calcula la intensidad del campo
eléctrico de una carga en un punto en el espacio sin considerar la distancia a
la que se encuentra ese punto.
La intensidad
del campo (E), generado por una sola carga (Q) a una distancia (r) de la carga
de prueba, se calcula a partir de la ley de coulomb, la cal se expresa mediante
la ecuación: F=kQq/r², y de la intensidad del campo eléctrico E= F/q.
Sustituyendo la
fuerza F de la ley de Coulomb en la ecuación de la intensidad del campo
eléctrico se obtinene:
Donde:
E=
intensidad del campo eléctrico
k
= 9x10⁹ NM²/C²
Q
= valor de la carga en coulombs (C)
R
= distancia (m)
Esta
ecuación permite calcular la intensidad del campo en un punto sin necesidad de
colocar una segunda carga.
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