¿Qué son los campos eléctricos? Bueno, cuando hablamos de “E y M”, electromagnetismo, no estamos hablando de electricidad y magnetismo. No. En cambio, EM se refiere a campos eléctricos y campos magnéticos . Si pensabas que los campos magnéticos eran extraños, bueno, los campos magnéticos tienen un extraño hermano escondido en el armario: los campos electrónicos.
Enciende una linterna. La corriente eléctrica en los cables está siendo bombeada por campos electrónicos, por campos eléctricos. Las corrientes solo existen dentro de los metales porque un campo e obliga a las cargas a moverse a través del circuito eléctrico. Una batería es una fuente de campos eléctricos débiles. Débil, pero aún lo suficientemente fuerte como para mover las cargas móviles que se encuentran en el alambre de metal.
Frota un globo sobre un suéter o cabello. Ahora agite el globo alrededor de su cara o brazos. ¿Sientes que sucede algo extraño? ¡Parece haber una fuerza invisible que rodea el globo! Estás experimentando un campo eléctrico; uno fuerte, miles de veces más fuerte que el campo de una batería.
Los campos E (campos eléctricos) son los primos menos conocidos de los campos magnéticos. De vuelta durante nuestros años en la escuela primaria, es lamentable que solo nos hayan enseñado sobre campos magnéticos, pero no sobre campos electrónicos. Los campos eléctricos son un tema completamente fascinante por sí mismos, pero generalmente son desterrados a grados más altos: a clases de física en la escuela secundaria y la universidad. En grados anteriores, los campos electrónicos se ocultan detrás de “voltaje” y “electricidad estática”, por lo que no se les enseña directamente. Aquellos de nosotros que no trabajamos en las clases de ciencias o ingeniería quizás nunca hayamos oído hablar de los campos electrónicos. Sin embargo, los campos electrónicos son tan simples y tan raros como los campos magnéticos.
Podemos hacerlos visibles: use semillas de hierba en un plato de aceite, en lugar de limaduras de hierro en papel. (¡Hmm, tal vez los maestros de quinto grado eviten enseñar campos electrónicos debido al gran desastre del petróleo derramado!) Podemos usar campos electrónicos para construir motores eléctricos simples a partir de botellas de soda y papel de aluminio. Pero la fuente de alimentación es de 10,000 voltios, necesita un generador VandeGraaff o Wimshurst. La mayoría de las escuelas tienen baterías e imanes, pero es posible que no tengan una máquina VDG. Entonces, todos los campos electrónicos se acortan temprano en el aula, cuando todos deberíamos estar aprendiendo sobre ellos.
Has oído hablar de Voltaje, ¿verdad? En pocas palabras, los campos eléctricos son voltaje: voltaje puro sin corriente. Cuando hacemos la pregunta “¿Qué es el voltaje?”, Es básicamente lo mismo que preguntar “¿Qué son los campos electrónicos?” O una versión un poco más precisa: el voltaje es una forma de describir y medir campos eléctricos. No se puede tener voltaje sin tener primero campos e.
Un campo eléctrico rodea las cargas positivas y negativas, de la misma manera que un campo magnético rodea los polos magnéticos norte y sur. En otras palabras, la carga eléctrica son los “polos eléctricos” conectados con los campos electrónicos. Me gusta esto:
CAMPO ELÉCTRICO – – – – – – – – – – CAMPO MAGNÉTICO

“VOLTAJE” – – – – – – – – – – – – “POTENCIAL MAGNÉTICO”
Los campos E son como campos magnéticos en el sentido de que pueden alcanzar un espacio vacío. En un día seco, obtenga un plato de plástico poco profundo y vierta un poco de aceite mineral. Espolvorea algunos trozos oblongos (la semilla de hierba funciona bien). Frota un globo sobre el cabello o la tela para cargarlo. Ahora, sostenga el globo cerca del borde del plato. Todas las semillas de hierba se alinearán para exponer el patrón de campo electrónico que se extiende desde un lado del globo.
Algunas ideas avanzadas
Los campos E son el “dual” de los campos magnéticos, donde el electromagnetismo tiene dos caras opuestas. Enfrente pero conectado. Este concepto extraño aparece en las ondas de radio EM, pero también aparece a través de la física y la electrónica. Los condensadores usan campos e, las bobinas usan campos magnéticos. El voltaje es una medida de campos e, la corriente es una medida de campos magnéticos (piense en amperios-vueltas). Y voltios por amperios es flujo de energía … lo que significa que no podemos tener flujo de energía eléctrica sin tener ambos e- campos y campos magnéticos. Los campos E causan fuerzas eléctricas, los campos magnéticos causan fuerzas magnéticas. Una batería o un condensador es una fuente de campos electrónicos, mientras que un generador o un electroimán es una fuente de campos magnéticos.
¡Un imán permanente recoge hierro y acero, mientras que un “electret permanente” recoge pelusa y pedazos de papel rasgado! 🙂 EFFIN ‘ELECTRETS, ¿CÓMO FUNCIONAN?
El diagrama anterior muestra las líneas de flujo de los campos e y de los campos magnéticos. ¿El diagrama de la izquierda muestra cómo se ve el voltaje? Sí, cerca, pero no exactamente. El voltaje en el espacio siempre aparece perpendicular a las líneas de flujo. Si bien las “líneas de fuerza” del campo e pueden parecer paquetes de cabello, el voltaje en cambio se ve como pilas de papel sobre el cabello, por lo que los “pelos” penetran en las capas de voltaje. En el diagrama anterior, el voltaje aparecería como millones de esferas anidadas que rodean las cargas, donde la superficie de las esferas siempre debe ser perpendicular a las líneas de flujo. Para muchos diagramas de campo electrónico, busque la palabra equipotencial.
Las baterías producen campos electrónicos, entonces, ¿por qué no producen efectos de “electricidad estática”? Simple: las fuerzas de campo electrónico de las baterías son débiles, a menos que el voltaje esté en kilovoltios. Por lo tanto, obtenga mil baterías viejas de 9v y conéctelas en una cadena larga. Eso te da 9,000 voltios. (Bueno, ¡tal vez solo 8kilovoltios o 7kilovoltios, a menos que esté comprando baterías nuevas de 9v!) Los terminales de este gigante Volta Pile harán todo lo que esperaban: atraerán polvo y pelusas, harán funcionar un motor electrostático, producirán descarga corona en una habitación oscura, y puede saltar a través de un pequeño espacio. Entonces sí, las baterías y la “electricidad estática” son básicamente lo mismo. Es solo que una batería es como un generador electrostático muy, muy débil.
Maxwell y sus ecuaciones: podemos simplificar a Maxwell de la siguiente manera. Un campo magnético cambiante crea un campo e, y un campo e cambiante crea un campo magnético. Y, un campo e * acelerado * crea un campo magnético * acelerado *. Este último bit es sorprendente, porque significa que, en un espacio vacío, podemos tener campos eléctricos y magnéticos que se causan entre sí, incluso si están lejos de cualquier bobina o condensador.
Y finalmente, un nefasto concepto erróneo. ¿NO SON LOS CAMPOS ELECTRÓNICOS REALMENTE UNA CONVENIENCIA MATEMÁTICA? Algunos libros de texto dicen que sí. ¡Incorrecto! Los campos son reales. Antes de que Faraday propusiera la existencia de campos magnéticos y eléctricos, todos los científicos creían en la “Acción a distancia”. Ellos ridiculizaban los “campos” y, en cambio, creían que los polos magnéticos o las cargas eléctricas se atraerían a través del espacio. Espacio vacío, sin campos presentes. La idea de Faraday no fue aceptada hasta que Maxwell descubrió (matemáticamente) que las ondas de luz estaban hechas de los campos de Faraday. Faraday fue vindicado, y realmente había una especie de “cosas” que rodeaban cada imán de barra y cada copa de espuma de poliestireno frotada. Esa “cosa” podría desprenderse y volar a través de kilómetros de espacio vacío. Sin embargo, todavía hoy hay libros de texto que enseñan la vieja, obsoleta y anterior teoría de la “Acción distante” de Faraday. Hablan como si los campos no existieran; que los campos son realmente solo un artefacto matemático; el número de julios por culombio o algo así. OK, arreglemos esto. Ve a buscar un láser militar. Dispare ese tren de pulsos de megajulios en cualquier libro de texto que aún respalde las vistas obsoletas de los detractores de Michael Faraday en 1840. La luz láser está hecha de campos, “artefactos matemáticos” abstractos … que vaporizarán todo lo que toquen.