Superposición de las fuerzas eléctricas y el campo eléctrico

Descubre la superposición de las fuerzas eléctricas y su relación con el campo eléctrico. La fuerza eléctrica que una carga ejerce sobre otra es un vector. Esto quiere decir lo siguiente: consideremos un sistama formado por las cargas q₁, q₂, q₃.

La fuerza eléctrica es un vector. (a) F₁ es la fuerza que ejerce q1 sobre q3 en ausencia de q2. (b) F₂ es la fuerza que q₂ ejerce sobre q₃ en ausencia de q₁. (c) F es la fuerza que q₁ y q₂ ejercen sobre q₃.

Si es la fuerza que q₁ ejerce sobre q₃ en ausencia de q₂ y  es la fuerza que q₂ ejerce sobre q₃ en ausencia de q₁, entonces la fuerza F₃ ejercida sobre q₃ bajo el influjo simultaneo de q₁ y q₂ es

Superposición de las fuerzas eléctricas y el campo eléctrico

La fuerza que una carga experimenta debido debido a una distribución de carga dependerá no sólo de la naturaleza de esta distribución sino tambiénde la posición de la primera carga, de su magnitud y de su signo.

Se observa que, cuando la magnitud de la carga es pequeña, la fuerza ejercida es proporcional a esta magnitud. Esto es,

El vector dependerá, entonces, solamente de la distribución de carga y de la ubicación de q. Cuando se especifica el valor que tiene para todos los puntos de una región, se dice que se conoce como el campo eléctrico en esa región. El valor de en un punto dado recibe el nombre de intensidad eléctrica o intensidad del campo en ese punto.

Principalmente para representar en un gráfico el campo eléctrico, se introduce la idea de línea de fuerza como se muestra en la figura.

Línea de fuerza

Es decir, el vector de intensidad eléctrica en el punto P es tangente a la línea de fuerza que pasa por dicho punto. El sentido de la línea es la del campo eléctrico.

Además, para dar una idea adecuada del campo, el número de líneas que atraviesan por unidad de área de una superficie normal al vector de campo eléctrico en el punto P, por ejemplo, es proporcional a la intensidad de campo E_p.

El número de líneas de fuerza que pasan por unidad de área de una superficie normal al campo en el punto P es proporcional a la magnitud E_p del campo en ese punto.

A continuación, ilustramos algunos campos eléctricos producidos por diferentes distribuciones de carga.

Ejemplos de campos eléctricos. (a) Carga puntual positiva. (b) Carga puntual negativa. (c) Dos cargas de signo opuesto. (d) Dos cargas de igual signo. (e) Dos placas paralelas con carga de signo contrario.