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Líneas de campo y superficies equipotenciales - Contenido educativo
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En este vídeo explicamos un sistema de visualización de campos y potenciales alrededor de cargas.
En este vídeo vamos a definir y explicar las líneas de campo y las superficies equipotenciales.
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Las líneas de campo y las superficies equipotenciales son herramientas que nos
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permiten visualizar gráficamente el campo eléctrico o gravitatorio debido a una distribución de cargas
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o masas en el espacio y también la energía potencial o el potencial generado en el espacio
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debido a ellas. Para representar líneas de campo, líneas de campo, tendremos las siguientes reglas.
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Las líneas de campo siempre salen de cargas positivas y entran en cargas negativas o en
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masas. A lo largo de todo este vídeo, cuando hablemos de cargas negativas, las masas serán
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equivalentes a ellas. Las líneas de campo nunca, nunca se cortan y son en cada punto, en cada punto
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son paralelas al campo eléctrico o gravitatorio. Además, por último, estas líneas serán más
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densas, más densas, en los lugares donde haya un campo mayor, más intenso, campo más intenso. Por
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ejemplo, si tenemos una carga positiva, sus líneas de campo serán, por ejemplo, así.
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Esa es una representación cualitativa. El número de líneas no es importante, sino la dirección de
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las mismas y comparable a otros dibujos. En este caso tendremos una carga positiva y tenemos cuatro
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líneas que salen de ellas porque las líneas salen de cargas positivas. Observamos que si yo cojo un
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trozo así me cortan tres líneas, si cojo exactamente el mismo trozo pero lo pongo aquí
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me corta sólo una línea por lo tanto el campo es más intenso si estoy más cerca de la carga
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si tenemos una carga negativa en otro sistema distinto quiero decir vamos a separarlo así con
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una línea punteada tendré si tiene el mismo valor que la carga anterior tendré las mismas líneas
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pero esta vez entrarán hacia adentro esto sería equivalente a tener una masa las masas también
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tendrían líneas que entran hacia ellas. Si resulta que tengo una carga positiva pero es el doble de
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grande que la primera que hemos dibujado entonces necesitaré el doble de líneas para representar
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este fenómeno por lo tanto tendré estas líneas. Estas líneas salen porque la carga es positiva.
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observemos que en la misma el mismo trozo de circunferencia que he puesto ahora me cortan
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más líneas si me voy más arriba me seguirán cortando todavía tres líneas porque el campo
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es más intenso debido a que tenemos el doble de carga qué ocurre si tengo un sistema de dos
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cargas vamos a suponer que tengo dos cargas positivas una carga positiva y otra carga
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positiva. En este caso observamos que el campo será de la siguiente forma. Tendremos esta línea
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que va hacia afuera. Si estamos a la izquierda de esta línea predominará solamente esta carga,
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por lo tanto se parecerá a los dibujos de la carga. Por ejemplo podría ser así, hacia afuera
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y hacia afuera, y en este caso tendremos una cosa similar, hacia afuera, hacia afuera,
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hacia afuera, ¿y qué ocurrirá en el centro? Pues bien, en el centro ocurrirá que estas
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líneas se me curvan ligeramente, tal que así, y tendremos otra que se me curvará así,
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son asintóticas, y en el centro observaremos que por esta parte de aquí el campo es poco
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intenso porque las líneas son poco densas vale estas líneas van todas hacia afuera si yo ahora
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quisiera representar el campo gravidad del campo eléctrico que tienen estas cargas que están
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representando estas cargas en un punto en concreto sería una flecha tangente a esta línea aquí sería
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así aquí sería así aquí sería así etcétera vemos que aquí se nos han juntado un poco parte es culpa
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mía por el dibujo pero también hay una parte que dice que aquí en el centro tienen que estar más
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juntas que aquí en los laterales porque aquí en el centro tienen el doble de contribución mientras
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que en los laterales casi solamente está contribuyendo la carga que está cerca de su lado
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si en lugar de ser cargas positivas fuesen cargas negativas o masas entonces las líneas serían
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iguales sólo que con las flechas hacia adentro finalmente vamos a hacer el ejemplo de que
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tengamos una carga positiva y tengamos una carga negativa en este caso lo que vamos a observar es
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que hacia la izquierda de la carga positiva las líneas salen casi como si no hubiese una negativa
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hacia la derecha de la negativa las líneas entran casi como si no hubiese una positiva pero entre
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medias observaremos que el campo tiende a desplazarse desde la positiva hacia la negativa
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por lo que si yo quisiera pintar el campo eléctrico en algún punto de estos pues por ejemplo si lo
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quiero pintar aquí pues será un vector tangente a esta línea de campo si lo quiero pintar aquí
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pues un vector tangente a esta línea de campo. Vamos a hablar sobre superficies
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equipotenciales. De la misma manera que las líneas de campo nos representan el
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campo eléctrico o gravitatorio, las superficies equipotenciales nos
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van a representar el potencial eléctrico o gravitatorio. Superficies
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equipotenciales. Las superficies equipotenciales van a cumplir una serie
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de reglas similares, ¿vale? Son líneas, superficies en realidad, pero en el dibujo se van a ver líneas
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porque faltaría la parte tridimensional, entonces unen puntos con el mismo potencial, con el mismo
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potencial eléctrico o gravitatorio, en este caso van a ser eléctricos porque todos los dibujos son
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de cargas pero si fuesen masas gravitatorios. Son siempre perpendiculares a las líneas
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de campo y cumplen también la condición de la densidad, más densas un cambio en el
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potencial más intenso y cumplen también la condición de que no deben cortarse.
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No deben cortarse.
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No tendría sentido que se cortasen porque significaría que en el mismo punto tengo el potencial que representa una curva
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y el potencial que representa otra curva.
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Entonces los dos serían de la misma curva, ¿vale?
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Vamos a intentar representar las superficies equipotenciales en estos dibujos de aquí, ¿vale?
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Observamos que el potencial depende únicamente de la distancia y de la carga,
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por lo tanto todos los puntos que estén a la misma distancia de una carga puntual,
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todos estos puntos tendrán el mismo potencial, todos estos puntos tendrán el mismo potencial,
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¿vale? En este caso lo mismo, todos estos y todos estos. En este caso tendremos que hacer más
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círculos, porque el potencial ahora cambia más deprisa, porque tenemos más carga. En estos casos
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que son un poco más elaborados, porque tenemos dos cargas, entonces es donde se complica
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un poco la cosa, veremos que las superficies equipotenciales son como si, si estamos muy
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cerca de la carga, sería un círculo alrededor como si fuese la carga sola, pero según nos
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vamos acercando al centro, este círculo se va alargando por el lado interior, se va
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alargando por el lado interior hasta que llega a un punto en el que se une un
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círculo con el otro vale y si nos vamos todavía más lejos
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llegará a un punto que esto tenga una forma casi de elipse ya no no haya este
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este surco allí en el caso de estas otras ocurre
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exactamente el efecto contrario tendremos que si estamos muy muy cerca
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tendremos círculos individuales pero según nos vamos acercando al centro se
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van encogiendo de la parte central por lo tanto esta circunferencia que sería
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así pues en la parte central es más estrecha y esta que sería así pues en la
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parte central es más estrecha y esta le pasa lo mismo sería así pero en la parte
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central es estrecha y aquí lo mismo sería así pero en la parte central es más estrecha y nunca
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llegarían a cortarse todos estos puntos tienen cada uno de ellos la misma energía potencial el
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mismo potencial además no sólo esos puntos sino también los que completarían el círculo en tres
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dimensiones por fuera de la pizarra por debajo de la pizarra vale esto de aquí representa o lo
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podéis relacionar con un mapa de alturas en los mapas de alturas también tenemos curvas que nos
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indican todos los puntos que estamos a la misma altura vale y si tenemos muchas líneas de altura
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seguidas lo que observamos es que por ese punto hay una pendiente grande mientras que si las líneas
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de altura están separadas observamos una pendiente más relajada más suave al fin y al cabo todo está
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representando energías potenciales y así es como representamos líneas de campo y superficies
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equipotenciales.
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- Materias:
- Física
- Niveles educativos:
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- Bachillerato
- Segundo Curso
- Subido por:
- Àngel Manuel G.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
- 2
- Fecha:
- 28 de junio de 2026 - 18:41
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES SAN JUAN BAUTISTA
- Duración:
- 12′ 34″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 261.58 MBytes