Utilidad del campo eléctrico.

He resuelto muchos problemas calculando el campo eléctrico, mi , de una distribución de carga dada, pero solo estoy reflexionando un poco sobre por qué esto es útil. La definición de mi implica la fuerza, F , en una carga de prueba, q , y la proporción F / q en el límite como q > 0 . Entonces, si tenemos un mi campo y coloque una carga distinta de cero en él, a menos que la distribución de la fuente esté pegada en su lugar y/o la carga esté muy lejos, la carga causará la redistribución de las cargas de la fuente y la fuerza resultante sobre la carga introducida no será q mi utilizando el mi calculado originalmente.

Entonces, ¿por qué es tan útil el concepto de campo eléctrico? Por supuesto, podríamos prescindir de la mi y calcular directamente la fuerza de Coulomb sobre una carga distinta de cero debido a una configuración dada de otras cargas, pero ¿qué tan realistas son todos estos problemas si se ignora el efecto de la carga de "prueba" en la configuración de la fuente?

Respuestas (2)

Una de las razones son los problemas con el concepto de acción a distancia. Podríamos decir que el movimiento de cargas en naves espaciales en el asteroide Bennu provocó fuerzas que mueven cargas en el control de la NASA en la Tierra. Y llámalo comunicación electrónica.

Pero el retraso de esa acción sugiere que algo (ondas EM compuestas por campos E y B) viajó entre las 2 ubicaciones.

Coulomb y Ampére siguieron el enfoque de acción de Newton a distancia, pero, en mi opinión, el descubrimiento de las ondas EM cambió el juego a favor del enfoque de campo.

Entonces, si tenemos un campo E y colocamos una carga distinta de cero en él, a menos que la distribución de la fuente esté pegada en su lugar y/o la carga esté muy lejos, la carga causará la redistribución de las cargas de la fuente y la fuerza resultante sobre la carga introducida. la carga no será qE usando la E calculada originalmente.

No es verdad.

Otra forma de mantener constante el campo eléctrico sin fijar la carga en su lugar o moverla lejos es usar materiales conductores para sostener la carga y hacer arreglos para mantener una diferencia de potencial constante entre ellos. En este escenario, la carga puede moverse libremente, pero siempre que la carga de prueba (la carga sobre la que actúa el campo) sea pequeña en comparación con la carga que establece el campo, el campo entre las regiones cargadas (que podemos llamar electrodos ) será esencialmente constante.

Esto es directamente relevante, por ejemplo, para el funcionamiento de los tubos de vacío.

Pero está incluyendo la condición de que la carga sobre la que actúa el campo sea pequeña en comparación con la carga que establece el campo.
@Not_Einstein, esta condición se aplica a muchas situaciones útiles, por lo que requerirla no hace que el concepto de campo eléctrico sea inútil.