¿Qué es la intensidad de campo eléctrico?
La intensidad de campo eléctrico es una expresión cuantitativa de la intensidad de un campo eléctrico en un lugar particular. La unidad estándar es el voltio por metro (V/m o V·m-1). Una intensidad de campo de 1 V/m representa una diferencia de potencial de 1 V entre puntos separados por 1 metro.
Cualquier objeto cargado eléctricamente produce un campo eléctrico. El campo ejerce una fuerza sobre otros objetos cargados en las proximidades, repeliendo cargas similares y atrayendo cargas opuestas. La intensidad de campo del objeto fuente puede medirse en puntos vectoriales específicos dentro de ese campo. Cada punto vectorial refleja tanto la magnitud como la dirección de la fuerza eléctrica en ese punto.
Cómo medir la intensidad de campo eléctrico
Para medir la intensidad de campo, se necesita una carga de prueba situada en uno de los puntos vectoriales dentro del campo eléctrico del objeto fuente. Esta carga de prueba debe tener una pequeña carga positiva que no interfiera con la carga fuente. La carga de prueba permite medir la intensidad de campo eléctrico de la carga fuente en el punto vectorial en el que está colocada la carga.
La intensidad del campo eléctrico en un punto vectorial específico es directamente proporcional a la carga eléctrica, en culombios (C), del objeto fuente. Además, la intensidad del campo es inversamente proporcional a la distancia entre el objeto fuente y el punto del vector de carga de prueba. La curva de intensidad de campo versus distancia es una función inversa directa y no una función cuadrada inversa. Esto se debe a que la intensidad del campo eléctrico se especifica en términos de desplazamiento lineal (por metro) en lugar de área de superficie (por metro cuadrado).
La intensidad del campo eléctrico se puede representar matemáticamente con la siguiente fórmula:
E=F/q
En esta fórmula, E representa la intensidad del campo eléctrico, F se refiere a la fuerza ejercida por la carga fuente (en newtons) y q es la carga de prueba (en culombios). El valor de F se calcula mediante la siguiente fórmula:
F=(k*Q*q)/d2
En este caso, F nuevamente representa la fuerza, k es igual a la constante de culombio, Q se refiere a la carga fuente (en culombios), q es la carga de prueba (en culombios) y d es la distancia entre Q y q. Cuando se inserta F en la fórmula de intensidad del campo eléctrico original, los resultados se devuelven como newton por culombio (N/C), que equivale directamente a voltios por metro. Por ejemplo, 500 N/C es igual a 500 V/m y 1000 N/C es igual a 1000 V/m.
A veces, la intensidad de un campo electromagnético se especifica en términos de la intensidad de su componente de campo eléctrico. Esto lo hacen los ingenieros y científicos cuando hablan de la intensidad del campo de radiofrecuencia en un lugar determinado procedente de fuentes como transmisores lejanos, objetos celestes, líneas de alta tensión de servicios públicos, pantallas de ordenador u hornos microondas. En este contexto, la intensidad de campo eléctrico suele especificarse en granularidades más pequeñas, como se muestra en la tabla.
