Flujo eléctrico para niños
El flujo eléctrico es una forma de medir cuánto de un campo eléctrico atraviesa una superficie. Imagina que el campo eléctrico son como líneas invisibles que salen de las cargas positivas y llegan a las negativas. El flujo eléctrico nos dice cuántas de esas líneas atraviesan una superficie específica.
Es una cantidad escalar, lo que significa que solo tiene un valor numérico, no una dirección. Para calcular el flujo eléctrico a través de superficies cerradas, se usa una regla muy importante llamada ley de Gauss.
Contenido
¿Cómo se descubrió el flujo eléctrico?
Los experimentos de Michael Faraday
Hace mucho tiempo, un científico llamado Michael Faraday hizo experimentos para entender mejor el campo eléctrico. Él pensó que existía una especie de "flujo" que salía de las cargas eléctricas.
Faraday realizó un experimento con dos esferas de metal, una dentro de la otra, separadas por un material aislante. Cargó la esfera pequeña con electricidad. Luego, armó la esfera grande alrededor de la pequeña. Al medir las cargas, descubrió que la carga en la esfera exterior era igual a la carga en la esfera interior, pero con signo opuesto. Esto pasaba con cualquier material aislante.
Faraday concluyó que este "flujo eléctrico" era proporcional a la cantidad de carga.
La ley de Gauss: una explicación matemática
Más tarde, el matemático Carl Friedrich Gauss fue quien logró expresar esta relación de Faraday de forma matemática. Así nació la ley de Gauss, que es fundamental para entender el flujo eléctrico.
¿Cómo se calcula el flujo eléctrico?
El flujo eléctrico se calcula considerando el campo eléctrico y el área de la superficie que atraviesa. Piensa en ello como la cantidad de "fuerza eléctrica" que pasa por un lugar.
Para una superficie cerrada, como una esfera o una caja, la ley de Gauss nos dice que el flujo eléctrico total que la atraviesa depende de la cantidad de carga que hay dentro de esa superficie. Si hay más carga dentro, habrá más flujo eléctrico saliendo o entrando de la superficie.
La ley de Gauss se expresa con una fórmula que relaciona el flujo eléctrico (Error al representar (Falta el ejecutable <code>texvc</code>. Véase math/README para configurarlo.): \Phi_{\boldsymbol E} ) con la carga total (Error al representar (Falta el ejecutable <code>texvc</code>. Véase math/README para configurarlo.): Q_S ) dentro de la superficie y una constante llamada permitividad eléctrica (
):
- Error al representar (Falta el ejecutable <code>texvc</code>. Véase math/README para configurarlo.): {\Phi}_{\boldsymbol E} = \frac{Q_S}{\varepsilon_0}
Si el resultado del cálculo es un flujo positivo, significa que el campo eléctrico está saliendo de la superficie. Si es negativo, significa que está entrando.
¿Qué unidades se usan para el flujo eléctrico?
En el Sistema Internacional (SI), el flujo eléctrico se mide en:
Véase también
En inglés: Electric flux Facts for Kids
