Leyes de electrostática y campo eléctrico

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Unidad 5: Electrostática 
 
FÍSICA GENERAL 
 
LEYES DE LA ELECTROSTÁTICA 
La electrostática describe los fenómenos que tienen lugar en sistemas donde 
distribuciones de carga eléctrica mantienen su localización invariante en el tiempo. En 
otras palabras, los cuerpos cargados deben permanecer en reposo. Aún más, cada 
porción de carga debe permanecer en reposo dentro del cuerpo cargado. Aquí se pone 
de manifiesto la necesidad de un “soporte mecánico “que permita el equilibrio estable de 
los cuerpos en los que reside la carga, a la vez que impida la migración de carga dentro 
de cada cuerpo 
Ley cualitativa 
Las cargas eléctricas de la misma naturaleza (igual signo) se repelan y las de naturaleza 
diferente (signo diferente) se atraen 
Ley cuantitativa (Ley de Coulumb) 
Las fuerzas que se ejercen entre dos cargas eléctricas son directamente proporcionales 
a los valores de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que 
los separa. La relación se expresa como: 
𝐹 =
𝐾𝑞1𝑞2
𝑑2
 
Donde: 
 𝐹 = Fuerza entre las dos cargas 
 𝑞1𝑞2 = Cargas eléctricas 
 𝑑 = Distancia entre las dos cargas 
 𝐾 = Es la constante de proporcionalidad, comparadas con la G de la gravitación 
de Newton, es un número muy grande y redondeando es igual a: 𝐾 = 9𝑥109𝑁𝑚2 
CAMPO ELÉCTRICO 
Es un campo de fuerza generado en el espacio por la presencia de una o más cargas 
eléctricas o un campo magnético variable en el tiempo. Junto con el campo 
magnético constituye el campo electromagnético, responsable de la interacción 
electromagnética. 
Introducido por Michael Faraday, el campo eléctrico se propaga a la velocidad de la luz y 
ejerce una fuerza sobre cualquier objeto cargado eléctricamente. 
Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) sufre, en presencia de otra 
carga q1 (carga fuente), una fuerza electrostática. Si eliminamos la carga de prueba, 
podemos pensar que el espacio que rodea a la carga fuente ha sufrido algún tipo de 
perturbación, ya que una carga de prueba situada en ese espacio sufrirá una fuerza. 
La perturbación que crea en torno a ella la carga fuente se representa mediante 
un vector denominado campo eléctrico. La dirección y sentido del vector campo eléctrico 
https://solar-energia.net/electricidad/corriente-electrica/carga-electrica
https://solar-energia.net/electricidad/corriente-electrica/carga-electrica
https://solar-energia.net/sistema-solar/tierra/campo-magnetico-de-la-tierra/campo-magnetico
https://solar-energia.net/sistema-solar/tierra/campo-magnetico-de-la-tierra/campo-magnetico
https://www.buscabiografias.com/biografia/verDetalle/1827/Michael%20Faraday
https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/electro/fuerza_electr.html
 
Unidad 5: Electrostática 
 
FÍSICA GENERAL 
 
en un punto vienen dados por la dirección y sentido de la fuerza que experimentaría una 
carga positiva colocada en ese punto: si la carga fuente es positiva, el campo eléctrico 
generado será un vector dirigido hacia afuera (a) y si es negativa, el campo estará dirigido 
hacia la carga (b): 
 
Ley de Gauss 
Cuando una distribución de carga tiene una simetría sencilla, es posible calcular el campo 
eléctrico que crea con ayuda de la ley de Gauss. La ley de Gauss deriva del concepto 
de flujo del campo eléctrico. 
El flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga 𝑞 
contenida dentro de la superficie, dividida por la constante ε0. 
La superficie cerrada empleada para calcular el flujo del campo eléctrico se 
denomina superficie gaussiana. 
Matemáticamente, toma la forma de una ecuación integral, 
∮𝐸 ⋅ d𝐴
𝑠
=
1
ε0
∮𝜌 ⋅ dV
𝑠
 
O también de ecuación diferencial, 
∇ ⋅ ε0𝐸 = 𝜌 
La ley de Gauss es una de las ecuaciones de Maxwell, y está relacionada con elteorema 
de la divergencia, conocido también como teorema de Gauss. Fue formulado por Carl 
Friedrich Gauss en 1835. 
Para aplicar la ley de Gauss es necesario conocer previamente la dirección y el sentido 
de las líneas de campo generadas por la distribución de carga. La elección de la superficie 
gaussiana dependerá de cómo sean estas líneas. 
Líneas de campo 
El concepto de líneas de campo (o líneas de fuerza) fue introducido por Michael 
Faraday (1791-1867). Son líneas imaginarias que ayudan a visualizar cómo va variando 
http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaciones_de_Maxwell
http://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_la_divergencia
http://es.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gauss
http://es.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gauss
http://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
http://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
 
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la dirección del campo eléctrico al pasar de un punto a otro del espacio. Indican las 
trayectorias que seguiría la unidad de carga positiva si se la abandona libremente, por lo 
que las líneas de campo salen de las cargas positivas y llegan a las cargas negativas. 
Las propiedades de las líneas de campo se pueden resumir en: 
El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo en cada punto. 
Las líneas de campo eléctrico son abiertas; salen siempre de las cargas positivas o del 
infinito y terminan en el infinito o en las cargas negativas. 
El número de líneas que salen de una carga positiva o entran en una carga negativa es 
proporcional a dicha carga. 
La densidad de líneas de campo en un punto es proporcional al valor del campo eléctrico 
en dicho punto. 
Las líneas de campo no pueden cortarse. De lo contrario en el punto de corte existirían 
dos vectores campo eléctrico distintos. 
A grandes distancias de un sistema de cargas, las líneas están igualmente espaciadas y 
son radiales, comportándose el sistema como una carga puntual. 
BIBLIOGRAFÍA 
 Cueva, A., Ordoñez, A. & Cortes, M. (2014, 9 noviembre). 5.4 Leyes de la 
electrostáticax. Recuperado de: http://fisicageneral301.blogspot.com/2014/11/52-
sistemas-de-unidades.html 
 Anónimo. (s. f.). 5.4 Leyes de Electrostatica. Recuperado de: 
http://wikielectrostatica.blogspot.com/2014/11/54-leyes-de-electrostatica.html 
 Electrostática. Campo eléctrico y líneas de campo. (s. f.). Recuperado de: 
https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/electro/campo_electr.html 
 Planas, O. (2021, 6 septiembre). ¿Qué es un campo eléctrico? Concepto, 
definición y fórmula. Recuperado de: https://solar-energia.net/electricidad/campo-
electrico 
 
http://fisicageneral301.blogspot.com/2014/11/52-sistemas-de-unidades.html
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http://wikielectrostatica.blogspot.com/2014/11/54-leyes-de-electrostatica.html
https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/electro/campo_electr.html
https://solar-energia.net/electricidad/campo-electrico
https://solar-energia.net/electricidad/campo-electrico