¿Qué es un campo eléctrico?
Un campo eléctrico puede considerarse como la esfera de influencia de un objeto cargado eléctricamente. Cualquier cosa que tenga una carga eléctrica afectará y se verá afectada por otros cuerpos cargados. Si dos objetos cargados se colocan suficientemente cerca uno del otro, cada uno experimentará una fuerza medible que actúa sobre él. El campo es teóricamente infinito en extensión, pero su magnitud disminuye con la distancia desde la fuente de acuerdo con la ley del cuadrado inverso. Esto significa que si la distancia se duplica, la fuerza del campo se divide en cuatro, y a tres veces la distancia, la fuerza se divide por nueve, y así sucesivamente; Por lo tanto, el campo se vuelve insignificante a grandes distancias.
Dado que una carga eléctrica puede ser positiva o negativa, el campo eléctrico es un campo vectorial, lo que significa que tiene una dirección y una magnitud. Dos objetos cargados eléctricamente experimentarán una fuerza repulsiva si tienen el mismo tipo de carga y una fuerza atractiva si tienen un tipos diferenteses de carga. La fuerza experimentada por un objeto cargado en un campo eléctrico se puede calcular como F = Eq, donde F es la fuerza en Newtons, E es el campo eléctrico en voltios por metro (v/m) y Q es la carga en coulombs. Esta ecuación se puede reorganizar para dar la resistencia del campo, E, en voltios por metro: E = F/Q. Estos ejemplos se aplican a objetos pequeños, aptos, de punto; Para cuerpos cargados más complejos o múltiples, los cálculos son más complicados.
La dirección de un campo eléctrico se define como la dirección en la que la fuerza eléctrica sería sentir por un objeto con una carga positiva colocada en el campo. Por lo tanto, el campo apuntaría de una carga positiva hacia una carga negativa, ya que las cargas repelen y, a diferencia de los cargos, atraen. En el caso de dos cuerpos con el mismo tipo de carga, cada uno experimentaría una fuerza, calculable por la ecuación F = eq, dirigida acamino desde el otro objeto. Por el contrario, para dos cuerpos con carga opuesta, cada uno experimentaría una fuerza dirigida hacia el otro objeto.
Se puede dibujar una línea de campo eléctrica con una flecha que apunta de una carga positiva y apuntando hacia una carga negativa. Por lo tanto, se representaría un objeto cargado positivamente con líneas de campo que apuntan lejos de él en todas las direcciones, y un objeto cargado negativamente con líneas de campo que convergen sobre él. Esto, sin embargo, es solo una convención y no indica que haya algo físico que apunte en una dirección particular.
El concepto de un campo eléctrico como se describe anteriormente es parte de la física "clásica". La descripción clásica funciona bien para las aplicaciones cotidianas, pero no explica lo que realmente está sucediendo cuando los objetos cargados se atraen o se repelan entre sí. Una rama de la teoría cuántica conocida como electrodinámica cuántica (QED), intenta hacer esto en términos del intercambio de fotones, los portadores de la fuerza electromagnética.