1. Introducción

Imagen en INTEF de Javier López en INTEF. CC

Después de los dos temas anteriores ya debes tener una idea bastante clara de qué es un campo eléctrico. Has visto imágenes y vídeos en los que se muestran efectos de campos eléctricos creados por diferentes cuerpos cargados (globos, un jersey, varillas de vidrio, pequeñas esferas). Tal vez te hayas preguntado por qué, si todos esos cuerpos son extensos, solo has estudiado matemáticamente el campo eléctrico creado por una carga puntual (o un conjunto finito y pequeño de cargas puntuales).

Aunque estrictamente hablando las cargas puntuales no existen, son una idealización útil por varias razones:

• En primer lugar, hay objetos cargados tan pequeños que pueden ser considerados puntuales sin temor a cometer errores significativos. Piensa, por ejemplo, en protones, electrones o iones.
• Por otro lado, los campos eléctricos creados por cuerpos extensos son similares al creado por una carga puntual, siempre y cuando los mires desde una distancia suficientemente grande.
• Por último, el tratamiento matemático de los campos creados por cargas puntuales es... sencillo, como habrás comprobado.

Sin embargo,  no todos los campos eléctricos son como el creado por una carga puntual; no todos decrecen con el cuadrado de la distancia ni tienen simetría radial. Por ejemplo, el campo que ves en la imagen es un campo uniforme, tiene el mismo valor en todos los puntos. Este campo no puede ser creado por una carga puntual, pero hay distribuciones de carga que crean campos de este tipo (por cierto, campos muy útiles en la tecnología actual).

En este tema vas a aprender campos eléctricos creados por algunas distribuciones de carga. El problema es, en general, difícil de resolver, pero cuando el cuerpo posee un elevado grado de simetría, un teorema matemático te facilitará enormemente las cosas. Se trata del teorema de Gauss, y es el que vas a aprender y a aplicar en este tema.

Antes de meterte de lleno en el teorema de Gauss y su aplicación, es necesario que conozcas una nueva magnitud física relacionada con los campos. Te estamos hablando del concepto de flujo de campo a través de una superficie. Es un concepto muy intuitivo y de gran utilidad, sobre todo para la unidad siguiente, cuando estudies el campo magnético.