Campos en Física

campo

Campos

Un campo es la idea general de algo que tiene valores a través del espacio (y el tiempo).

En física describe una fuerza o influencia que se extiende a través del espacio y el tiempo.

manzana y gravedad

Ejemplo: Gravedad

Los objetos con masa, como la Tierra o una manzana, son atraídos entre sí a cierta distancia.

Puedes saltar muy alto pero no escaparás del campo de gravedad de la Tierra, simplemente te mueves dentro de él y luego vuelves a caer.

tierra-luna

La gravedad cambia en el espacio: se debilita con la distancia.

La gravedad cambia con el tiempo: la Luna crea mareas. El Sol, los Planetas, las Lunas, los Cometas, etc., están todos en una danza gravitacional.

Visita la página Juega con la Gravedad para ver cómo se mueven.

Tipos de campos

Los principales tipos de campo en la física son:

Campo gravitacional (mencionado anteriormente)
carga electrón
Campo eléctrico: existe un campo eléctrico alrededor de cualquier objeto cargado. Este campo ejerce fuerza sobre otros objetos cargados. La intensidad de la fuerza depende del tamaño de las cargas y de la distancia entre ellas.
Campo Magnético: Si has jugado con imanes, has sentido un campo magnético.
  • ¡Puedes mover un clip sin tocarlo! La región alrededor del imán ejerce una fuerza sobre el clip.
  • La aguja de una brújula muestra la dirección del campo magnético.
brújula
Campo electromagnético: es una combinación de campos eléctricos y magnéticos: la luz, la radio y las microondas son ejemplos de ondas electromagnéticas.
  • Puedes sentir el calor de un fuego sin tocar las llamas.
  • Tu teléfono recibe señal aunque estés lejos de la torre más cercana.
difracción onda-radio

Campos eléctricos y magnéticos

Así es como funciona:

Los campos eléctricos son creados por cargas eléctricas.
Una carga eléctrica estacionaria genera un campo eléctrico a su alrededor. Este campo ejerce fuerza sobre otras cargas cercanas, por lo que los objetos cargados pueden atraerse o repelerse incluso sin tocarse.

Los campos magnéticos se crean mediante cargas eléctricas en movimiento.
Los campos magnéticos se crean mediante cargas eléctricas en movimiento. En concreto, se producen por corrientes eléctricas, que son flujos de carga eléctrica, o por campos eléctricos cambiantes. Los motores eléctricos dependen de esto y usan electricidad para impulsar imanes que hacen girar un eje central, a menudo con gran fuerza.

Los campos electromagnéticos son una combinación de campos eléctricos y magnéticos.
Se crean cuando las cargas eléctricas se mueven hacia adelante y hacia atrás (oscilan). Un excelente ejemplo son los campos producidos por la corriente alterna (AC) en los cables, o los generados por transmisores de radio.

Cuando una carga eléctrica acelera (no sólo se mueve a una velocidad constante, sino que cambia su velocidad) produce ondas electromagnéticas.

Estas ondas son ondas en el campo electromagnético que transportan energía de un lugar a otro. Lee Espectro electromagnético para más detalles.

El electromagnetismo y la gravedad son dos de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.

¿Por qué campos?

Miremos las partículas cargadas: sabemos que hay una interacción entre ellas: los opuestos se atraen y las cargas iguales se repelen.

Podemos modelarlo como una línea simple entre dos cargas.

atracción de dos electrones

Pero con muchas cargas, todas las interacciones se vuelven difíciles de representar:

electrones que se atraen y repelen

Pero un modelo en el que cada carga contribuye a un campo es más fácil de usar y da una mejor idea de lo que está sucediendo:

campo con muchos electrones

Ahora podemos imaginarnos estar en cualquier lugar de ese campo, con las líneas apuntando en la dirección en la que sentimos la fuerza.

Juega con nuestra Animación con campos eléctricos.

Resumen