Conocida ya la fuerza electrostática, se hace necesario tener un modelo que explique esa interacción, para ello se introduce el concepto de campo eléctrico de la siguiente manera:

En cualquier región del espacio se dirá que existe un campo eléctrico si es que en cualquier punto de esta región se ubica una carga eléctrica y esta experimenta una fuerza de de origen eléctrico.
Siendo a través del campo eléctrico que una carga puede ejercer acción sobre otra, sin necesidad de existir algún contacto entre ellas. Toda partícula cargada genera en torno a ella un campo electrostático, de alcance ilimitado que decae rápidamente, considerándose nulo en el infinito.

Así al campo eléctrico se lo definirá como una magnitud física vectorial, resultado de la existencia de la carga eléctrica, similarmente a que el campo gravitatorio se considera resultado de la existencia de la masa, es decir es una propiedad intrínseca de la materia, definiéndose de la siguiente manera:


donde:

: fuerza eléctrica sobre
: carga de prueba, muy pequeña.

Las unidades del campo eléctrico son N/C
La magnitud del campo eléctrico indica cuantitativamente con que fuerza actúa un campo sobre una unidad de carga en un determinado punto
Además se puede observar que:
  • Si es positiva, y estarán en la misma dirección.
  • Si es negativa, y estarán en direcciones opuestas.

cargas en un campo eléctrico


Se llama campo homogéneo si en cualquier punto, el vector campo eléctrico tiene la misma magnitud y dirección.
Para representar gráficamente el campo eléctrico por lo general se usan líneas de fuerza, las cuales son unas líneas imaginarias con las siguientes características:
  • El vector del campo eléctrico, en un punto cualquiera del espacio tiene la misma dirección que la tangente a la línea de fuerza que pasa por el mismo.

vector campo eléctrico y líneas de fuerza
  • Las líneas de fuerza se originan en las cargas positivas (fuentes) y terminan en las cargas negativas (sumideros).

el campo eléctrico sale de las cargas positivas y entra a las cargas negativas
  • Al representar las líneas de fuerza que se originan o terminan en una carga eléctrica, se suele dibujarlas de tal modo que el número de estas sea proporcional al valor de la carga, además la densidad de estas líneas en determinada región deberá de ser proporcional a la magnitud del campo en dicha región.
  • Las líneas de fuerza son continuas y no se cruzan entre si, esto debido a que el campo eléctrico es único para cada punto, si cruzaran al ser un vector tangente, entonces habría más de un vector campo para el mismo punto donde se produzca el cruce.

Para medir el campo eléctrico usualmente se usa una carga de prueba , la cual se considera muy pequeña para que de este modo no altere el campo eléctrico en su entorno ni afecte a la carga que origina el campo.
Campo eléctrico para una distribución de carga continua


Finalmente cuando se trata de uns distribución continua de carga, el campo eléctrico se obtendrá de la siguiente manera:


donde al llevar a cabo la integración se tiene que tener cuidado, pues la dirección del vector , va cambiando a medida que alcanza la distribución de la carga. La distancia entre y , también cambiará en diversos casos. Pero todo ello no es inconveniente pues las integrales vectoriales no presentan mayor complicación que las integrales normales. Lo importante a mencionar acá es que, el campo eléctrico en un determinado punto del espacio depende de factores como:
  • la carga que crea el campo y su signo.
  • la forma geométrica de la distribución de carga que crea el campo.
  • la distancia del punto desde las distribuciones de carga
  • la ubicación del punto respecto de la distribución de carga.


Con lo mencionado anteriormente, espero haber descrito la mayor parte de las cosas importantes sobre el campo eléctrico, en el siguiente artículo de apuntes de electromagnetismo trataré acerca de una distribución de cargas muy común, el dipolo eléctrico.