Líneas de Campo Eléctrico

Hola chicos!! =)

A continuación veremos la relación entre los vectores del campo eléctrico y las llamadas líneas de campo eléctrico. 

Líneas de fuerza generadas por cargas solas

¿Recuerdas que la carga positiva escupe hacia campo eléctrico como un grifo en una bañera? ¿Y que la carga negativa chupa del campo eléctrico como un desagüe en una bañera?

En caso de que tengamos una carga positiva o negativa sola, las líneas de fuerza serán rectas con la misma dirección y sentido que los vectores de campo eléctrico.

Fijate en la figura de abajo, donde las líneas de fuerza son las rectas azules.

Ahora, imagina que tenemos dos cargas, una negativa y una positiva, próximas. Cómo serían las líneas de campo en las proximidades de esas dos cargas?

Serían así:

Sí, ya lo sé.  Bastante loco, ¿no?  Pero tranquilo, ya te explicaré porqué son así.

Lo primero que tenemos que saber sobre esas líneas de campo

Observa la siguiente figura:

En el punto \(P\), tenemos en verde el campo eléctrico generado por la carga 1 y en naranja el campo generado por la carga 2. Los dos campos se suman y generan el campo \(\overrightarrow{E_{R}(P)}\).

Mirando el diagrama, podemos ver claramente que el campo resultante es tangente a la línea de fuerza. 

Es decir, la dirección de la tangente a la línea de fuerza en el punto \(P\) es la misma que la del vector de campo eléctrico resultante. Eso es lo primero que necesitamos saber.

Eso aplica para todos los puntos que observamos sobre una línea de fuerza, como podemos apreciar en la figura de abajo:

Hay más: la líneas de fuerza salen de la carga positiva y entran en la carga negativa, así como el agua sale del grifo y entra al drenaje. 

Lo segundo que necesitamos saber sobre estas líneas de campo

Echa un vistazo a esa figura de nuevo:

Mira esto: las líneas más cercanas a la carga están más “pegadas”

Recuerdas la fórmula de campo eléctrico? Cuanto menor sea la distancia en relación a la carga, mayor el campo eléctrico. Es por eso que dibujamos más líneas de fuerza por área cuando estamos más cerca de la carga. Eso es lo segundo que debemos saber.

Hay otra cosa que hace que el módulo del campo eléctrico sea más grande: el valor de \(Q\). Por lo tanto, también dibujamos más líneas de fuerza/área en esa situación. 

Líneas de fuerza generadas por dos cargas de signos iguales

En el caso de dos cargas negativas próximas, tenemos lo siguiente:

Si tuviésemos dos cargas positivas la figura sería idéntica, solo que las flechas saldrían de las cargas.

Todo lo que concluimos en los casos anteriores se aplica aquí, pero como el campo eléctrico justo en el punto del centro de la recta entre las dos cargas es cero, no existe línea de fuerza en ese punto.

Si las cargas fueran diferentes, ya sabemos que: la carga de mayor módulo posee una mayor concentración de líneas de fuerza en su proximidad.

Esto se puede ver en la siguiente figura:

Por lo tanto, podemos finalizar este capítulo con un resúmen de las informaciones que son aplicadas en el examen:

• En un punto \(P\) de la línea de fuerza, el campo eléctrico resultante de ese punto es tangente a la línea de fuerza en ese mismo punto. 

• Cuánto mayor sea el módulo del campo eléctrico, más líneas de fuerza por área tendremos. Eso ocurre en dos situaciones: si estamos más cercanos a una de las cargas o cuando una carga es mayor en módulo que la otra. 

Sin embargo, hay dos casos de líneas de fuerza, cuando consideramos un par de cargas: el caso de cargas iguales y cargas diferentes. Observe bien las figuras de cada caso. 

• Cuando tenemos cargas de signos diferentes, las líneas salen de la carga positiva y entran en la carga negativa;

• Cuando tenemos cargas con el mismo signo, las líneas de fuerza de cada carga no se tocarán.

Eso es todo, chicos!