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Campo Eléctrico

Reflexiones sobre el campo

Definición de campo eléctrico

Cuerpos  con una densidad de carga 

Problemas de campo eléctrico 

 

Campo electromagnético

 

La  determinación del campo eléctrico puede estar en función de un solo cuerpo o partícula cargada, positiva o negativa. En el  caso del campo gravitacional se hace  referencia  al campo producido por un cuerpo, y que sirve para determinar el efecto sobre otro cuerpo. Sin embargo, para el caso del campo magnético se debe tener especial cuidado, ya el campo producido por un solo cuerpo no se ha encontrado. Para el caso relativista existen soluciones a las ecuaciones de Einstein [1] que permiten el análisis de la posible existencia de un cuerpo con las características necesarias para generar un campo magnético, sin la existencia de su carga contraria, llamado monopolo magnético; estas ecuaciones son conocidas como las soluciones de Einstein-Maxwell [2,3].

 

No se han encontrado en el universo monopolos magnéticos en todo el universo y la especulación de la existencia de partículas que den origen a los campos gravitacionales  son aun, dentro de la propia física, una polémica; los partículistas y relativistas aun difieren de que partículas produce el campo gravitacional.

 

En el caso de la electrostática no existe la polémica de si un cuerpo cargado de un solo tipo, positivo o negativo, puede producir un campo eléctrico, es decir, sin necesitar la existencia de otro. Así por ejemplo, tenemos cuerpos cargados con  cargas positivas o cargas negativas, que pueden producir un campo eléctrico sin que exista otro cuerpo con carga opuesta. A diferencia del campo gravitacional, donde las partículas “gravitones” se suponen, para el caso del campo eléctrico las partículas, los electrones y protones, no son necesarias suponerlas

 

 En el caso del campo gravitacional, aun no se ha encontrado que cargas magnéticas, polos positivos o negativos, generando un campo, aunque como hemos dicho tampoco se ha demostrado que su existencia no sea posible.

 

El problema  de describir tanto campos magnéticos, eléctricos y gravitacionales no resulta siempre sencillos, tal es el caso de la descripción de la formación de una estrella donde mediante el análisis clásico las explicaciones tienen muchas aproximaciones [4]. Sin embargo, aun cuando las soluciones con relatividad siguen siendo aproximaciones para describir la acción de los campos el caso puede ser mejor descrito [5,6].

 

 

En esta sección abordaremos solo el caso del campo eléctrico, a la forma clásica, para una estudio mas profundo se recomienda el libro de Jackson o Reitz Y Milford  de electrodinámica clásica.


Se define la fuerza eléctrica entre dos cuerpos como

 

 

donde la interacción presentada es dada entre dos cuerpos cargados. Ahora, estamos interesados en reconocer la fracción de fuerza necesaria para trasladar una carga a una distancia muy grande, para ello tomemos una carga muy pequeña, llamada carga de prueba, que nos permita analizar esa fracción de tal forma que no altere a la partícula de interés. Sea Q1=qp una carga de prueba, analicemos la fracción 

 

 

 vemos que este último resultado solo depende del cuerpo a analizar y a tal resultado le llamaremos campo eléctrico, es decir:

 

 

 

Vemos como al igual que la fuerza eléctrica, se puede establecer una relación análoga con el campo gravitacional

 

 

donde M es la masa del cuerpo que produce el campo magnético y  es el campo gravitacional, de forma esférica,  que podría ser el campo gravitacional de la tierra.

 

[1] Negenbauer, Cramer; Exact solutión, Jena,1990

[2] Gerardo Torres del Castillo, Monopolos Gravitationales in teories relativistes

[3] Jackson; Clasical  electrodinamics; second chapter, 1985

[4] Robert Wald, General Relativity , 1984

[5] S. Chandrasekhar, "The mathematical theory of Black-Holes" Oxford University Press, 1983

[6] T. Matos, D. Núñez, M. Rios and G. Estevez, Exact solución at the equations Einstein-Maxwell-Dilaton, General Quantum Gravity (2000)