Descripción de la imagen: un campo es una porción de espacio dentro de la cual interactúa una magnitud física medible, la carga eléctrica. Ella interactúa con el campo electromagnético representado por las líneas curvas alrededor de un imán.
Muchas definiciones educativas explican la carga eléctrica, por ejemplo:
- La carga eléctrica interactúa a través de campos electromagnéticos.
- La carga eléctrica es una fuerza en un campo eléctrico y en un campo magnético si se mueve.
- La carga eléctrica es una propiedad de la materia relacionada con la pérdida de neutralidad de una sustancia.
- La carga eléctrica es una propiedad esencial de las partículas elementales sometidas a la interacción electromagnética.
- La carga eléctrica es algo que hace que el objeto que la posee experimente una fuerza.
- etc.
Todas estas definiciones de carga eléctrica no nos dicen nada sobre la naturaleza real de esta carga. Es normal porque no se puede entender la carga eléctrica sin comprender el concepto de "campo."
El campo también es un concepto abstracto que nuestro cerebro no puede imaginar porque no lo necesitó durante su evolución. Además, es un concepto cuántico que es muy difícil de visualizar. Aunque no tenemos sensores para imaginarlos, los campos son realmente reales.
Dado que los campos son invisibles, la mejor imagen es la de las virutas de hierro dibujando líneas curvas alrededor de un imán. Estas líneas nos muestran que una "fuerza" atractiva o repulsiva puede actuar a distancia dentro de una porción de espacio llamada "campo."
Los campos llevan la energía de todo lo que existe en el universo, desde átomos hasta grandes estructuras galácticas. El magnetismo, la gravitación, la fuerza nuclear, la luz y muchos otros fenómenos físicos son transportados por campos.
Descripción de la imagen: concepto de gradientes. Los gradientes son las flechas azules que indican dónde la función aumenta más en el campo (blanco = valor bajo, negro = valor alto). crédito: Por ver historial de archivos — Trabajo propio, CC BY-SA 2.5.
Para entender el concepto de carga, no es necesario profundizar en explicaciones extremadamente complejas sobre bosones y fermiones, electrones y huecos, partículas virtuales y movimiento de cargas.
Las cargas eléctricas son responsables de las fuerzas electrostáticas observadas entre los objetos.
El valor de una carga elemental “e” (es decir, la más pequeña) corresponde a la carga de un protón o un electrón con un valor de 1,60217653 × 10^-19 coulombs. Por lo tanto, la carga eléctrica es una magnitud escalar transportada por el campo electromagnético. Sin embargo, la materia ordinaria tiende hacia la neutralidad eléctrica.
La carga eléctrica interactúa con el campo electromagnético de la misma manera que la masa interactúa con el campo gravitacional.
Estas dos interacciones (electromagnética y gravitacional) son parte de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza junto con las interacciones nucleares fuerte y débil.
En un campo gravitacional, la masa se mueve a lo largo de gradientes gravitacionales (pendientes).
En un campo electromagnético, la carga se mueve a lo largo de gradientes electromagnéticos (potenciales).
Nota: Cuando se intenta explicar un concepto fundamental o profundo, se enfrenta a un problema de interpretación a menudo contrario a nuestra intuición. ¿Es muy difícil decir algo preciso en el lenguaje cotidiano, sabiendo que cualquier explicación será incompleta.
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