El experimento consistió en dos esferas metálicas concéntricas, separadas por un dieléctrico; la más grande consistente en dos hemisferios que se podían unir fuertemente. Primero se cargó la esfera pequeña con un carga eléctrica conocida. Con el cuidado adecuado se colocó el dieléctrico, y luego se armó la esfera grande.
Al descargar la exterior y después medir las cargas restantes en ambas esferas, resultó que ambas eran iguales en magnitud. Esto es cierto para cualquier aislante.
Faraday supuso que existía un flujo eléctrico, y concluyó que era proporcional a la carga. Fue Carl Friedrich Gauss quién expresó matemáticamente esta relación, dando lugar a la ley que lleva su nombre.
Llamamos flujo eléctrico a través de una superficie S a:
Donde es el vector diferencial de superficie que corresponde a cada elemento infinitesimal de la superficie completa S.
Hay que recordar que dicho vector tiene como módulo el área diferencial de ese elemento y dirección perpendicular al mismo.
El sentido del vector es arbitrario, siempre que en todos los puntos salga de la superficie por la misma cara de ésta; si de la ecuación 1.1 resulta un flujo positivo, significa que atraviesa S en el mismo sentido adoptado para los y si es negativo, en sentido contrario.
A cada lado, asignamos un signo. Arbitrariamente, para aclararnos. Hay que aclarar que se está hablando de 'flujo neto', del total, puesto que habrá partes de la superficie de S en que el flujo tendrá sentidos diferentes.
Si S fuera una superficie cerrada, pensemos en la superficie de una peladilla.
En estos casos se toma sistemáticamente el sentido de los vectores
Densidad de flujo eléctrico.
Número de líneas de fuerza por unidad de área de un campo eléctrico, expresada por lo general en coulombios/metro cuadrado.
densidad de flujo eléctrico | coulomb por metro cuadrado | C/m2 | m-2.s.A | ||||||||
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Teorema de Gauss y flujo Eléctrico
El concepto de flujo tiene su origen en problemas de mecánica de fluidos, como una manera de cuantificar la cantidad de fluido que sale o entra por una determinada superficie por unidad de tiempo. En electrostática el flujo no mide nada 'material'; sin embargo, se puede imaginar que se mide el flujo de un 'fluido eléctrico'.
Hay que tener cuidado de no llevar la analogía demasiado literalmente.
Autor:
Gilber Carvajal
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