Campo Eléctrico y Potencial Eléctrico: Conceptos Fundamentales

Campo Eléctrico

Carga Eléctrica Creada por una Carga Puntual

E = K.|q| / d²

Donde:

• E: Campo eléctrico
• K: Constante de Coulomb (9,0 x 10⁹ N m²/C²)
• q: Carga puntual
• d: Distancia a la carga puntual

Representación gráfica de la dirección del campo eléctrico:

• 0° <-> 180°
• 90°
• 270°

Definición de Campo Eléctrico

El campo eléctrico en un punto P es la fuerza que experimentaría una carga positiva de 1 C ubicada en P.

E = F / |q|

Donde:

• E: Campo eléctrico
• F: Fuerza eléctrica
• q: Carga de prueba

Representación gráfica:

• Carga positiva (+): ------> F, ------> E
• Carga negativa (-): <------- F

Ley de Coulomb

F = K.|q₁|.|q₂| / d²

Donde:

• F: Fuerza eléctrica entre dos cargas
• K: Constante de Coulomb (9,0 x 10⁹ N m²/C²)
• q₁ y q₂: Cargas puntuales
• d: Distancia entre las cargas

Representación gráfica de la fuerza entre cargas:

• Cargas iguales (+)(+): <------(+) (+)-----> (se repelen)
• Cargas opuestas (+)(-): (+)-----> <------(-) (se atraen)

Potencial Eléctrico

Potencial Eléctrico Creado por una Carga Puntual (V₀ = 0)

V = K q / d

Donde:

• V: Potencial eléctrico
• K: Constante de Coulomb (9,0 x 10⁹ N m²/C²)
• q: Carga puntual
• d: Distancia a la carga puntual

El potencial total se calcula como la suma de los potenciales individuales: V_t = V₁ + V₂ + V₃

Placa Infinita Uniformemente Cargada

σ = Q / A (Densidad superficial de carga) [C/m²]

Donde:

• σ: Densidad superficial de carga
• Q: Carga total (C)
• A: Área (m²)

E = σ / (2.ε₀)

Donde:

• E: Campo eléctrico
• σ: Densidad superficial de carga
• ε₀: Permitividad del vacío (8,85 x 10⁻¹² C²/N m²)

Caso Particular: Dos Placas con Cargas Opuestas

Si |σ+| = |σ-|:

• Entre las placas: E = σ / ε₀
• Fuera de las placas: E = 0

Relación entre campo eléctrico y diferencia de potencial:

E = |ΔV| / d