Campo eléctrico de cargas puntuales

Mostrar/Ocultar campo eléctrico Quitar todas las cargas
Mostrar/Ocultar potencial eléctrico Mostrar/Ocultar líneas campo

añadir carga positiva: 1C, 2C, 3C añadir carga negativa: -1C, -2C, -3C

Esta animación le permite añadir cargas pulsando en el enlace correspondiente. Todas las cargas se añaden en el centro de la ventana pero usted puede arrastrarlas a otra posición para ver el efecto de otras cargas añadidas. Reinicio.

Examine en primer lugar el campo en las inmediaciones de una sola carga. ¿Cómo se presenta para una carga de 1 C? Borre la carga y añada una de 2 C. ¿Observa las diferencias? borre la carga y añada una de -2 C, observando de nuevo las diferencias. Los colores indican la intensidad (módulo) del campo, blanco para los valores más pequeños y negro para los mayores, con azul, verde y rojo para valores intermedios (secuencia de menos a más: blanco, azul, verde, rojo y negro). También vemos que para una carga positiva los vectores apuntan radialmente alejándose de la carga y, para cargas negativas, apuntan hacia la carga.

Borre las cargas y añada dos cargas positivas del mismo valor. Como las cargas se colocan en el centro, debe arrastrar una de ellas para ver la que hay debajo. ¿Cómo se modifica el campo de dos cargas respecto a cuando teníamos una sola? Mueva una de las cargas acercándola y alejándola de la otra. ¿Qué ocurre cuando las dos cargas se sitúan una encima de la otra? ¿Y cuando se tienen muy separadas? Observe que los campos individuales de cada carga se suman para dar el campo total: simple suma de vectores, hecho que viene expresado por el principio de superposición. La fuerza sobre una carga dada (de prueba) es la suma de las fuerzas que ejercen individualmente las restantes cargas del sistema y, de aquí, que el campo (fuerza sobre la unidad de carga) también sea la suma de los campos que individualmente produzcan las restantes cargas en el punto donde se sitúa la carga de prueba. Ya lo hemos visto. En nuestro sistema de dos cargas, la fuerza sobre una carga apunta en la dirección del campo debido a la otra carga (ambas se han supuesto positivas). Sin embargo, el campo vectorial mostrado corresponde a la fuerza (por unidad de carga) que se ejercería sobre una (tercera) carga de prueba situada en el punto que se considere.

¿Qué predicción haría para el campo de dos cargas negativas del mismo valor? Compruébelo. ¿Cuáles son las diferencias respecto a cuando teníamos dos cargas positivas? Sólo que los vectores del campo apuntan en sentido opuesto.

¿Y qué tal un dipolo, una carga positiva y otra negativa, ambas del mismo valor? ¿Qué semejanzas y diferencias observa respecto a cuando las dos cargas eran del mismo signo? ¿Cuál es la dirección del campo justo en el punto medio entre las cargas? De nuevo recuerde que el campo vectorial se obtiene como suma de los vectores correspondientes a cada carga individual.

Ahora pasemos a dos cargas de diferente valor. Observe, como aspecto interesante, que hay un punto entre las dos cargas en que el campo se anula. Si añadiera una tercera carga en ese punto, ¿cuál sería la fuerza neta sobre ella? Compruébelo. Note que la fuerza sobre esa tercera carga es simplemente la suma de los campos de las otras dos multiplicada por el valor de la carga de la tercera partícula.

Añada varias cargas a su gusto y observe el campo resultante. Seleccione un punto cualquiera e intente explicarse por qué el campo en dicho punto es como es. Sin fijarse en la etiqueta de cada carga, intente determinar por mera observación del campo, cuál es negativa y cuál positiva; también, cuál es grande y cuál pequeña (en valor de carga).