Calculadora de campo eléctrico

¿Qué es un campo eléctrico?

El campo eléctrico es la fuerza que actuaría sobre una carga positiva unitaria situada en un punto: E = F / q. Su unidad es el newton por culombio (N/C) o, de forma equivalente, el voltio por metro (V/m). El campo es un vector que apunta en el sentido en que sería impulsada una carga positiva situada en ese punto.

Campo de una carga puntual

A una distancia r de una carga q, el módulo del campo es

E = k × |q| / r²

donde k = 8,9876 × 10⁹ N·m²/C² es la constante de Coulomb. El campo se aleja de una carga positiva y se dirige hacia una negativa. Al duplicar la distancia, el campo se reduce a la cuarta parte. El potencial eléctrico en el mismo punto es V = k × q / r y tiene el signo de la carga.

Fuerza sobre una carga en un campo

Una carga q situada en un campo de intensidad E experimenta una fuerza F = q × E. Una carga positiva es impulsada en el sentido del campo y una negativa en sentido contrario.

Placas paralelas

Entre dos placas paralelas anchas, separadas una distancia d y con una tensión V entre ellas, el campo es uniforme: E = V / d. Su sentido va de la placa positiva a la negativa.

Ejemplo

A 30 cm de una carga de 5 nC, E = 8,9876 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁹ / 0,3² = 499 N/C y el potencial es 150 V. Con 25 kV entre placas separadas 4 cm, el campo es 25 000 / 0,04 = 625 000 V/m, y una carga de 0,5 µC situada en él experimenta una fuerza de 0,31 N.

Límites

La fórmula de la carga puntual corresponde al vacío y al aire. La fórmula de placas paralelas es válida lejos de los bordes. En el aire salta una chispa cuando el campo supera aproximadamente 3 × 10⁶ V/m. Los campos de varias cargas deben sumarse vectorialmente.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula el campo eléctrico entre dos placas paralelas?

Por ejemplo, unas placas paralelas separadas 3 cm con una diferencia de potencial de 120 V tienen un campo eléctrico de 4000 N/C. Divide la tensión entre la separación de las placas. Se supone un campo uniforme y se excluyen los efectos de borde y la evaluación del límite de ruptura dieléctrica del medio.

Calcular con estos valores