Campo eléctrico de una carga negativa

¿Cómo se descubrió que el campo eléctrico de una carga negativa apunta hacia la carga misma? ¿Es verdad?

campo de una carga puntual negativa

(Cortesía de wikipedia)

Pequeña nota: "inducción" tiene un significado específico en el electromagnetismo que tiene que ver con el efecto de tener otros materiales presentes. Para esta pregunta, solo puede decir "el campo eléctrico de una carga".

Respuestas (3)

El campo eléctrico de una carga puntual negativa apunta hacia la carga puntual como resultado de la definición del campo eléctrico de una carga puntual. Para ver esto, recuerde que el campo eléctrico de una carga puntual q Se define como

mi = 1 4 π ϵ 0 q r 2 mi r
dónde, r es la distancia a la carga, y mi r es el campo vectorial unitario radial que apunta hacia afuera que emana de la ubicación de la carga. Si q es negativo, entonces vemos que el campo eléctrico apunta en la dirección de − mi r , y por lo tanto apunta radialmente hacia adentro.

Entonces podría preguntar "bueno, esto está bien, pero ¿por qué se define el campo eléctrico de esta manera? ¿No podríamos haber definido el campo eléctrico de tal manera que el campo eléctrico debido a una carga puntual negativa apunte radialmente hacia afuera?"

Pues bien, la definición del campo eléctrico está motivada por la Ley de Coulomb, el hecho empírico de que la fuerza electrostática ejercida por una carga puntual q 1 en una carga puntual q 2 es

F 12 = 1 4 π ϵ 0 q 1 q 2 r 2 mi 12
dónde mi 12 es el vector unitario que va de la carga 1 a la carga 2.

La idea al definir el campo eléctrico es que queremos asociar un campo vectorial (al que llamamos campo eléctrico) a cada carga puntual individualmente, de modo que si multiplicamos ese campo por cualquier otra carga (que generalmente se llama carga de prueba), luego obtenemos la fuerza que se ejercería sobre la carga de prueba debido a la carga original. si factorizamos q 2 fuera del lado derecho de la ley de Coulomb, entonces el resto del material es precisamente un campo vectorial asociado a la carga q 1

F 12 = q 2 ( 1 4 π ϵ 0 q 1 r 2 mi 12 ) ⏟ cosas que solo dependen de la carga 1
entonces definimos el campo eléctrico como lo que está entre paréntesis. Nótese, sin embargo, que también podríamos haber factorizado − q 2 en cuyo caso el campo eléctrico habría sido de signo opuesto a la definición convencional, y en este caso, el campo eléctrico de la carga negativa habría apuntado radialmente hacia afuera por definición.

Creo que la ecuación es: F=k (q_(1 ) q_2)/r^2

Hay algunas maneras de responder a esto. La mejor manera de entender esto es que es cierto simplemente por la construcción de campos electromagnéticos y la teoría de campos. En general, un campo siempre apuntará de mayor a menor energía potencial. Esto se representa por la ecuación:

mi → = − ∇ V

Esto significa que el campo eléctrico es el gradiente negativo del campo eléctrico. La razón por la que se construye de esta manera es porque cualquier objeto en un campo de energía potencial se acelerará hacia un potencial más bajo, por lo que usando la ecuación anterior, las líneas de campo apuntan en la dirección de la fuerza.

Una carga eléctrica positiva tiene más energía potencial cuanto más lejos está de la carga negativa. A medida que se acerca, pierde energía potencial (que se convierte en energía cinética). Esto significa que cuanto más te acercas a la carga negativa, menos energía potencial tiene.

tu = 1 4 π ϵ q 1 q 2 r

Desde q 1 es negativa, la energía potencial disminuye (se vuelve más negativa) a medida que r disminuye. Entonces, en conclusión, solo piense en un campo eléctrico, o cualquier campo, como apuntando en la dirección de disminución de la energía potencial. Esto es simplemente la construcción de campos.

Si pienso en un campo eléctrico, o cualquier campo, que apunta en la dirección de disminución de la energía potencial, entonces si acercamos una carga de prueba positiva a una fuente de carga que también es positiva, al acercarlas, la energía potencial aumentará. y el campo eléctrico apunta hacia una energía potencial decreciente. ¿Qué sucede si retiramos una carga negativa de una positiva, entonces su energía potencial aumentará en la dirección en la que se supone que disminuye en el caso de una carga de prueba positiva?
@SamamaFahim Sí, acercar una carga de prueba positiva a una fuente de carga positiva aumentará su energía potencial, por lo que el campo eléctrico de una fuente de carga positiva apunta lejos de la carga. Sí, alejar una fuente de carga negativa de una positiva aumentaría su energía potencial. Esto parece ir en contra de lo que dije anteriormente, pero usé el ejemplo de una fuente de carga positiva por una razón. Hay una diferencia entre el potencial eléctrico y la energía potencial eléctrica .
@SamamaFahim La energía potencial eléctrica se puede calcular a partir del potencial eléctrico con la ecuación tu = q V . A lo que realmente corresponde el campo es a la dirección del potencial eléctrico decreciente , no necesariamente a la energía potencial eléctrica. Cuando la carga de prueba es positiva, la energía potencial eléctrica tiene el mismo signo que el potencial. Cuando se trata de una carga de prueba negativa, la energía potencial eléctrica tiene el signo opuesto. ¿Eso lo aclara?

Según yo, la carga positiva está presente en el núcleo, por lo que atraerá hacia la carga negativa y la carga está presente hacia el núcleo, por lo que la atracción es radialmente hacia afuera.

Campo eléctrico de una carga negativa
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 43v