Líneas de fuerza eléctricas

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Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

Si se coloca una carga positiva unitaria libre de movimiento en un campo eléctrico, experimentará una fuerza debido a la cual la carga positiva unitaria se moverá a lo largo de una trayectoria particular. La unidad de carga positiva se puede colocar en diferentes posiciones en el campo y la unidad de carga positiva seguirá diferentes caminos cuando se coloque en diferentes posiciones. Las trayectorias a lo largo de las cuales se moverá la carga positiva unitaria debido a la fuerza electrostática en el campo se denominan líneas de fuerza eléctricas .

Consideramos la dirección de las líneas eléctricas de fuerza como la dirección del movimiento de la carga unitaria positiva en el campo. Representamos la dirección de las líneas de fuerza con puntas de flecha.

Tomemos una carga negativa de – Q culombio. Además, coloquemos una unidad de carga positiva en un punto del campo de carga – Q.

Según la ley de Coulomb , la unidad de carga positiva experimentará una fuerza de atracción, hacia el centro de dicha carga negativa.

Si la carga unitaria positiva se puede mover libremente, se moverá hacia la carga – Q, a lo largo de la línea recta que une el centro de la carga unitaria positiva y el centro de dicha carga negativa.

La línea a lo largo de la cual la carga positiva unitaria se mueve hacia dicha carga negativa, se define como una línea de fuerza eléctrica. Si colocamos la unidad de carga positiva en cualquier otro lugar del campo, la línea de fuerza se creó a lo largo de ese nuevo punto.

Ahora, tomemos una carga positiva de + Q culombio. Colocamos una unidad de carga positiva en un punto del campo.

Según la ley de Coulomb, la unidad de carga positiva experimentará una fuerza repulsiva.

Como la carga positiva unitaria puede moverse libremente, se alejará a lo largo de la línea recta que une el centro de la carga positiva unitaria y dicha carga positiva. La línea a lo largo de la cual la carga positiva unitaria se aleja de dicha carga positiva es una línea de fuerza eléctrica. De manera similar, si colocamos la carga positiva unitaria en cualquier otro lugar del campo, la línea de fuerza se creó a lo largo de ese nuevo punto.

Dado que podemos colocar una carga positiva unitaria, en un número infinito de puntos en el campo eléctrico , teóricamente habrá un número infinito de líneas de fuerza creadas en el campo de una carga eléctrica . Pero matemáticamente, para representar la influencia de la carga eléctrica en el campo, el número total de líneas de fuerza emanadas de una carga eléctrica se toma como igual al valor de la carga eléctrica medida en culombio. Eso significa que una carga de Coulomb Q emana un número Q de líneas de fuerza que la rodean.


Ahora, coloquemos un objeto con carga positiva de + Q Coulomb y un objeto con carga negativa de – Q Coulomb uno al lado del otro, como se muestra a continuación. Coloquemos una unidad de carga positiva en cualquier punto entre estos dos objetos cargados. La unidad de carga positiva experimentará una fuerza de atracción por el objeto cargado negativamente y una fuerza de repulsión por el objeto cargado positivamente. Debido a la influencia de la fuerza de atracción y repulsión, la unidad de carga positiva se moverá a lo largo de una línea curva desde el centro del objeto con carga + Q hasta el centro del objeto con carga – Q. Considerando otras líneas de fuerzas, podemos dibujar el campo eléctrico como se muestra a continuación.

Ahora, coloquemos dos objetos cargados positivamente de + Q Coulomb uno al lado del otro, como se muestra a continuación. Coloquemos una unidad de carga positiva en cualquier punto de cualquiera de los objetos cargados. La unidad de carga positiva experimentará una fuerza de repulsión por la carga + Q sobre la que se coloca la unidad de carga positiva. La unidad de carga positiva también experimenta otra fuerza repulsiva por la carga cercana + Q. Debido a la influencia de estas dos fuerzas de repulsión de ambos lados, la carga positiva unitaria se alejará de ambas cargas + Q, como se muestra, como se muestra a continuación. Considerando otras líneas de fuerzas, podemos dibujar el campo eléctrico como se muestra a continuación.

Propiedades de las líneas de fuerza eléctricas

  1. Cada línea eléctrica de fuerza se imagina conceptualmente y no tiene existencia física.
  2. El número total de líneas de fuerza emanadas de un cuerpo de carga es igual a la carga del cuerpo medida en Coulomb.
  3. Cada línea eléctrica de fuerza se origina a partir de una carga positiva y termina en la carga negativa.
  4. Una tangente trazada en cualquier punto de una línea eléctrica de fuerza indica la dirección del campo eléctrico en ese punto del campo.
  5. Cada línea eléctrica de fuerza emana normalmente de la superficie del cuerpo de carga.
  6. Las líneas eléctricas de fuerza solo pueden contraerse longitudinalmente.
  7. Las líneas eléctricas de fuerza pueden expandirse lateralmente.
  8. No se cruzan dos líneas eléctricas de fuerza.
  9. Las líneas eléctricas de fuerza en la misma dirección se repelen entre sí.
  10. Las líneas eléctricas de fuerza en dirección opuesta se atraen entre sí.
  11. No pueden existir líneas de fuerza dentro del conductor.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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