Campo eléctrico · Aux 1–3
Auxiliar 1: Campo Eléctrico
Cálculo del campo eléctrico para distribuciones discretas y continuas de carga usando la Ley de Coulomb y el principio de superposición.
Temas que cubre
- Ley de Coulomb: fuerza entre cargas puntuales
- Principio de superposición del campo eléctrico
- Densidades de carga: lineal , superficial , volumétrica
- Cálculo del campo por integración sobre distribuciones continuas
- Equilibrio electrostático de cargas
Conceptos clave
Ley de Coulomb
Toda carga puntual crea un campo en el espacio. El campo en debido a una carga en apunta desde hacia el punto de observación y decae como .
Superposición
El campo total de un conjunto de cargas es la suma vectorial de los campos individuales. Esto permite calcular distribuciones complejas sumando (o integrando) contribuciones.
Densidades de carga
Para objetos extensos, la carga se distribuye en el espacio. Se usan [C/m] para hilos, [C/m²] para superficies, y [C/m³] para volúmenes.
Integración vectorial
Cada elemento contribuye al campo total. Se integra cada componente por separado; la simetría del problema suele cancelar algunas componentes.
Fórmulas fundamentales
Ley de Coulomb — campo de carga puntual
q carga fuente · r punto de observación · r' posición de la carga ·
ε₀ = 8.85×10⁻¹² C²/N·m²
Campo de distribución continua
Reemplaza por (superficie) o (línea) según la distribución.
Fuerza sobre una carga de prueba
Q carga de prueba · E campo evaluado en su posición.
Qué hay que entender
✦ Estrategia para resolver problemas
- Dibuja el sistema: identifica la simetría antes de integrar.
- Define un elemento diferencial de carga en coordenadas adecuadas.
- Escribe para ese elemento y argumenta qué componentes se cancelan por simetría.
- Integra solo la componente sobreviviente. El resultado debe ser vectorial.
- Verifica dimensiones: = N/C = V/m.