Secundaria Campo negativo o positivo

[john500]

Hola todos
tengo una duda.
Si un campo magnetico es generado por un electron... El valor en cualquier punto de ese campo va a ser negativo?
o no importa si el campo es generado por un electron o un proton?
Es igual con el campo electrico?

[Miguel Pla]

Re: Campo negativo o positivo

Buenas, john500.

Antes de nada, hemos de tener presente que el campo magnético es un vector, es decir; posee módulo, dirección y sentido. Cuando hablas de "campo negativo" tiene más lógica atender a su sentido que a su módulo.

Como bien sabes, toda carga $q$ en movimiento (con velocidad $$${\vec v}$$$) produce un campo magnético en el espacio, cuya expresión sea cual sea el signo de la carga $q$ es la siguiente:

$$$\vec B = {{{\mu _0}} \over {4\pi }}{{q\,\vec v \times \vec r} \over {{r^2}}}$$$

La dirección de este campo magnético viene dada por el producto vectorial $$$\vec v \times \vec r$$$.

No obstante, si se trata de un protón en movimiento, la dirección del campo que crea, viene dada por la famosa regla de la mano derecha (así sabes por adelantado el resultado esperado para el pructo vectorial, lo cual en un examen viene de perlas ) Por el contrario, si se trata de un electrón, primero aplicas la regla como si se tratase de un protón, pero debes tener en cuenta que el sentido es justamente el opuesto. Sin embargo, a los profesores (especialmente de universidad) no les vale con que justifiques tu respuesta basándote en esta regla, sino les gusta ver la deducción matemática.

Respecto al campo eléctrico(invariable para cargas en movimiento para velocidades despreciables a la de la luz), éste va dirigido hacia las cargas negativas (podríamos considerarlo "campo negativo") y va dirigido hacia fuera de las cargas positivas ("campo positivo").

[Julián]

Re: Campo negativo o positivo

Estas confundiendo los conceptos de carga eléctrica, campo, fuente magnética.

Las cargas eléctricas son positivas o negativas y que un electrón sea negativo es por conversión, a lo que me refiero es que estas partículas tienen algo que cuando están cerca de otras o se atraen o se repelen, tranquilamente hubieran podido nombran al electrón con carga positiva y al protón con carga negativa. Que la carga se nombre con signos (+) y (-) es de manera de poder incluirla en los cálculos pero podrían llamarse a la carga del electrón verde y a la del protón roja y que rojo con rojo ó verde con verde se repelen y verde con rojo se atraen, pero esto ya no viene al caso

Tanto el campo eléctrico como el magnético son campos físicos, es decir, modelos matemáticos que describen la interacción entre cuerpos o sistemas dependiendo de ciertas propiedades (ya sea eléctricas o magnéticas).
Así por ejemplo el campo eléctrico se define como:

$\vec{E}(\vec{r}) = \frac{\vec{F}}{q } = k \frac{Q}{{\left\vert{} \vec{r}\right\vert{} }^{2}}\hat{r}$

donde $\vec{E}(\vec{r})$ es una función vectorial, que asígna a cada punto del espacio, dado por el vector posición $\vec{r}$, un valor de fuerza sobre unidad de carga. y la fuerza es una magnitud vectorial, tiene módulo, dirección y sentido.
En las magnitudes vectoriales el signo negativo se refiere a la dirección. asi por ejemplo un auto que se mueva a $- 5 [Km/h]$, se refiere a que tiene una velocidad de $5 [Km/h]$ pero en el sentido contrario, y decimos contrario para el sistema que tomamos.

[Miguel Pla]

Re: Campo negativo o positivo

Hola, julian403; no logro ver lo que aporta tu comentario a mi respuesta... Todas las suposiciones que he mencionado (especialmente en el último párrafo) no violan según mi punto de vista la convención adoptada para los signos de las cargas y otras magnitudes relacionadas. Por otra parte, creo que no cometí ningún error de concepto al abordar el tema del producto vectorial ni la regla de Maxwell.

La convención en la ciencia surge de la necesidad de poder dar siempre la misma explicación a un fenómeno, y siempre que se haga ciencia o se hable de ella, hemos de seguir con las convenciones adoptadas. Si en mi explicación cambias las palabras "positivo" y "negativo" por "rojo" y "verde" respectivamente, de acuerdo con tu convenio hipotético, el razonamiento sigue teniendo lógica.

Saludos,

Miguel.

[Julián]

Re: Campo negativo o positivo

Es otra manera de explicación, que consideré necesaria.

Por ejemplo en la explicación que utilizaste para el campo eléctrico dijiste.

Respecto al campo eléctrico(invariable para cargas en movimiento para velocidades despreciables a la de la luz), éste va dirigido hacia las cargas negativas (podríamos considerarlo "campo negativo") y va dirigido hacia fuera de las cargas positivas ("campo positivo").

Te apoyas en que el otro tome las cosas así porque sí. El campo electrico va dirijido hacias las cargas negativas sin dar una razón. Lo que yo quiero dejar en claro es que por convensión se estableció que las cargas son positivas y negativas y por convensión se estableció que la fuerza eléctrica va de las cargas positivas a las negativas. Como el campo eléctrico es una medida de la fuerza eléctrica que sentiría una carga de 1 coulomb a una cierta distancia de la carga generadora. Y como la fuerza eléctrica por convensión tiene el sentido de que va de la carga positiva a la negativa, entonces el sentido de la fuerza en cada punto tendrá una dirección que dependerá de las cargas.

[Miguel Pla]

Re: Campo negativo o positivo

Lo que dices es indiscutible, y estoy cien por cien de acuerdo. Yo creo que todo el mundo que haga física sabe que muchas de las bases de la misma son pura convención, y creo que en ningún momento lo he negado, pues de hacerlo, seria decir que la Naturaleza nos obliga a decir que a un protón le corresponde ser una fuente de lineas de campo eléctrico y las negativas un sumidero de las mismas.

Ejemplos de convenciones hay cientos, por ejemplo, asignarle potencial estándar nulo al electrodo de hidrógeno. Si en su día se hubiese dicho que dicho potencial le corresponde al electrodo de calomelanos, hoy tendríamos éste en el centro de las tablas de electroquímica. O bien, cuando se definió la unidad de masa atómica, se tomó el átomo de carbono 12 y se dijo que 1 uma seria un doceavo de la masa de dicho átomo...¿Y por qué no un dieciseisavo de la masa del oxígeno-16? Otra vez, la convención. Sin ir mas lejos, las líneas de campo tanto magnético como eléctrico son también una convención adoptada por Faraday y posteriormente aceptada por la comunidad científica del momento.

Permiteme decirte que pareces contradecirte a tí mismo cuando dices que yo pretendo que el otro entienda que es así porque sí, cuando al mismo tiempo me dices que se estableció por convención; es decir, un grupo de señores que dicen que algo es así porque lo dicen ellos.

[ZYpp]

Re: Campo negativo o positivo

Te apoyas en que el otro tome las cosas así porque sí. El campo electrico va dirijido hacias las cargas negativas sin dar una razón.

No creo que sea necesario explicar todos los convenios cuando la pregunta no enfocada a saber qué es el campo eléctrico. Se supone que ya se tiene cierto nivel de conocimientos cuando se realiza una pregunta como esta.

Respecto al campo eléctrico(invariable para cargas en movimiento para velocidades despreciables a la de la luz)

Eso sin embargo no es del todo correcto, o lo he entendido yo mal (opción muy probable). El campo eléctrico aún a velocidades despreciables frente a la velocidad de la luz sufre transformaciones según la Ley de Faraday-Lenz:

$\nabla\times\vec E=-\frac{\partial \vec B}{\partial t}$

Saludos.

[john500]

Re: Campo negativo o positivo

Osea si hay campos magneticos y electricos negativos si es que la direccion es contraria al sistema de referencia.
Que determina la direccion del campo electrico?

[edu_lp]

Re: Campo negativo o positivo

Un saludo a todos. En mi opinion y atendiendo a la pregunta del compañero John500, es muy importante señalar en primer lugar que los campos electrico y magnetico son vectoriales, como bien ha hecho Miguel Pla.

El error de considerar un campo vectorial como positivo o negativo, bueno, creo que por ahi en los inicios hemos pasado unos cuantos. Es un concepto importante a tener claro, por ejemplo para no confundirlo con el potencial electrico en un punto del espacio (campo escalar), este si puede ser positivo o negativo. De los vectores solo podemos hablar de orientacion (direccion y sentido) y modulo, nunca por ejemplo de vector negativo, tal como ha explicado el compañero.

por convensión se estableció que la fuerza eléctrica va de las cargas positivas a las negativas

En cuanto a la dirección y sentido del campo electrico, una definición de campo electrico creado en un punto del espacio por una carga o cargas electricas es el de la fuerza eléctrica a la que se veria sometida una carga "patrón", la unidad de carga positiva, colocada en ese punto.

Es por esto que si consideramos, para simplificar, el campo creado por una unica carga puntual en su entorno, el vector campo electrico en cada punto "señalará" a dicha carga si ésta negativa (la fuerza que ejerce sobre la carga patron sería de caracter atractivo), y apuntará en sentido contrario a la carga que crea el campo si ésta es positiva (la fuerza que ejerce sobre la carga "patron" sería de caracter repulsivo).

Y como la fuerza eléctrica por convensión tiene el sentido de que va de la carga positiva a la negativa

Creo que hablar del sentido de la fuerza de esta forma para definir el campo electrico pudiera llevar a confusion. Hay que dejar claro que nos referimos a la fuerza ejercida sobre la carga patron (+) por la que crea el campo (+ ó -). Por ejemplo para el campo creado por una carga positiva no hay que hablar para nada de una carga negativa ni del sentido de la fuerza hacia ella.

En resumen, no se puede hablar de campos vectoriales positivos o negativos, sino de la direccion y sentido del vector campo en cada punto. Otra cosa es que se haga la "simplificacion" de que si apunta hacia la carga es negativo y al contrario positivo, cuestion que veo mas de problemas "unidimensionales" como el estudio de los movimientos rectilineos en cinematica, que de los de dos o tres dimensiones como es el caso.

Nos vemos.

[Julián]

Re: Campo negativo o positivo

Permiteme decirte que pareces contradecirte a tí mismo cuando dices que yo pretendo que el otro entienda que es así porque sí, cuando al mismo tiempo me dices que se estableció por convención; es decir, un grupo de señores que dicen que algo es así porque lo dicen ellos.

La verdad es que no quise decir que pretendías que el otro entienda las cosas así porque sí. Sino, que lo que quise decir fue respuesta a tu comentario de que yo no agregaba nada de lo que vos habías dicho, y tienes razón pero lo que intentaba hacer es dar la misma explicación con otras palabras y conceptos que me parecieron más adecuados, viendo el nivel del amigo que ya lo conosco porque le he respondido en temas anteriores.

No creo que sea necesario explicar todos los convenios cuando la pregunta no enfocada a saber qué es el campo eléctrico. Se supone que ya se tiene cierto nivel de conocimientos cuando se realiza una pregunta como esta.

Para entender algo, es necesario entender la base (si es que tiene base, en este caso si). El título del hilo es campo negativo o positivo? Y que algo sea negativo o positivo es por convención, por lo que es necesario explicar los convenios.

Osea si hay campos magneticos y electricos negativos si es que la direccion es contraria al sistema de referencia.
Que determina la direccion del campo electrico?

No, no hay campos eléctricos o magnéticos negativos o positivos primeramente. Como te he dicho antes el campo eléctrico (hablando físicamente sin entrar en el cálculo) que genera una carga $Q$, es una medida de la fuerza eléctrica que sentiría una carga $q$ llamada de prueva en una posición del espacio, a una distancia $\vec{r}$ de la carga $Q$.

Supongamos que la carga $+Q$ es positiva. El campo eléctrico que genera esta no es positivo ni negativo. por ejemplo si acercamos una carga de prueva $-q$ entonces la dirección de la fuerza eléctrica apuntará a la carga $-q$, y como el campo eléctrico es la fuerza eléctrica sobre la unidad de carga este apuntará igual a la fuerza eléctrica siempre. Ahora si la carga $+q$ es positiva la dirección de la fuerza eléctrica será la contraria a la dirección de $+Q$ a $+q$.

[edu_lp]

Re: Campo negativo o positivo

Solo señalar que en la definicion del vector campo electrico o intensidad del campo electrico la carga patron o de prueba es positiva por definición, valga la redundancia. Es decir que si suponemos la carga patrón negativa, el vector campo que calculemos tendrá el sentido contrario al correcto.

Disculpeseme la intromision otra vez, mas que nada por si el compañero John500 va a presentarse alguna vez a un examen.

[Miguel Pla]

Re: Campo negativo o positivo

No has de disculparte por comentar! Tienes el mismo derecho que nosotros a hacerlo

[edu_lp]

Re: Campo negativo o positivo

jajajaaja.. desde luego, gracias Miguel Pla. Cuando comento a ultima hora del dia me puede el cansancio.

El caso es que no queria parecer un cansino insistiendo. Lo bueno del foro es que todos den sus opiniones, yo me estoy poniendo al dia en fisica y estoy aprendiendo mucho del foro, leyendo a los demas muchos detalles quedan mas claros.

Lo unico es que si estamos hablando de la definicion de un termino o concepto, dentro del contexto de la pregunta y el nivel claro, debemos ser lo mas exactos posibles, si no podemos llevar al error al compañero que pregunta. Lo que quiero decir es que con el deseo de aportar todos podemos dar una primera definicion, o una mas corta, es mas a veces seria deseable como punto desde el que comenzar a comentar. Yo tengo la "L" puesta, estoy muy lejos de ser un "purista" o un "erudito".

De verdad que sin querer personalizar, lo que yo no haria es insistir en una definicion erronea, y digo insistir para que se me entienda. Si otro compañero en su aportacion libre da una definicion que choca en algo importante con la que tengo en la cabeza, me voy a los libros que tengo para consultar la duda. Y si yo estaba en un error, aunque no hay por que hacerlo rectificaria en el foro. O no haria nada. Lo que desde luego no haria es insistir otra vez en la definicion erronea.

Esto hablando por supuesto de definiciones. Si se trata de problemas practicos o discusiones sobre el significado de tal teorema, etc., opiniones todas las del mundo, que son necesarias.

Ruego me perdonen esta vena obsesiva-compulsiva. Estoy en tratamiento, pero todos los especialistas a los que voy, despues de la primera hora me derivan a otro especialista.....

[john500]

Re: Campo negativo o positivo

Gracias a todos esque me estaba confundiendo con el potencial negativo.
Me quede con una duda:
La direccion del campo electrico y magnetico depende de que? O el campo electrico de una carga positiva va hacia afuera ? O como es?

[Miguel Pla]

Re: Campo negativo o positivo

john500, disculpa por habernos desviado un poco del tema de tu pregunta... Bueno, para evitar desconformidades en mi respuesta, intentaré darte una explicación directa y más o menos simple.

Por convención, se ha impuesto que las líneas de campo eléctrico salgan de las cargas positivas y mueran en las negativas o en el infinito, tal y como muestra la imagen:

Ahora bien, el vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en todo punto del espacio. En caso de una carga positiva aslada, la dirección del campo eléctrico (por convención) es la radial, alejándose de la carga. Si se trata de una carga negativa, la dirección del campo es de nuevo la radial, acercándose a la misma.

De manera análoga, se impuso que las líneas de campo magnético saliesen del polo norte y muriesen en el polo sur, de manera que el vector campo magnético fuese tangente a las mismas en cualquier punto del espacio.


En el caso del campo magnético creado por una carga en movimiento, la dirección del campo viene determinada por el producto vectorial $$$\vec v \times \vec r$$$, y el sentido lo dota el signo de la carga. En el caso de un campo magnético creado por una corriente, la dirección y sentido vienen determinados por este otro, $$$d\vec l \times \vec r$$$

Debemos entender el sentido positivo de un vector dentro de un sistema de referencia, el sentido que se aleja del origen de dicho sistema de referencia, y el sentido negativo, aquel que se acerca.

Espero de veras que al fin y al cabo te hayas aclarado, compañero.