¿Qué representa una línea de campo eléctrico?

Las líneas de campo eléctrico son solo una herramienta conveniente para expresar el campo eléctrico alrededor de las cargas, que en sí mismo es un método conveniente para comprender qué es lo que hace que las cargas sean tan especiales.

Las líneas de campo se definen (de nuevo, por alguna u otra conveniencia) para ilustrar la fuerza que sentiría una carga positiva si se mantuviera en varios puntos de la línea. Dado que las cargas positivas son repelidas por cargas positivas y atraídas por las negativas, las líneas de campo son hacia afuera y hacia adentro para cargas positivas y negativas, respectivamente.

Tienes razón en esto: debería haber líneas de campo infinitas. De hecho, hay líneas de campo infinitas dentro de los límites de nuestras definiciones porque el campo es continuo en todas partes; pero nos conformamos con unos pocos necesarios para nuestra conveniencia.

Las líneas de campo eléctrico son abstracciones convenientes inventadas por Michael Faraday para ayudarlo a comprender las interacciones entre cargas eléctricas sin usar matemáticas abstractas. Faraday era increíblemente creativo pero no era bueno en matemáticas.

Es una convención si uno dice que las líneas comienzan con cargas positivas y terminan en cargas negativas. En cualquier caso, la intensidad del campo eléctrico es proporcional al número de líneas de campo que atraviesan un área determinada, y la dirección del campo eléctrico es tangente a la dirección de una línea de campo en cualquier punto del espacio.

Es posible hacer cálculos matemáticos que imitan o explican la Ley de Gauss (Ley de Gauss) con el concepto de línea de campo diciendo arbitrariamente que cierto número de líneas de campo están asociadas con una cantidad definida de carga eléctrica. Los argumentos de simetría se utilizan para decidir cómo deben irradiar las líneas de campo. Luego, uno “cuenta” las líneas de campo (realmente por multiplicación) que atraviesan un área particular a cualquier distancia de la distribución de carga que produce el campo, y este número es proporcional al campo eléctrico en la ubicación dada.

No es necesario que existan líneas de campo eléctrico para que esto funcione.

La dirección de cualquier línea representa la dirección de la fuerza en una carga de prueba positiva.

Las líneas generalmente no continúan para siempre. Comienzan y terminan en cargas opuestas o forman bucles cerrados si se generan cambiando el campo magnético.

Se supone que la densidad de las líneas representa la intensidad del campo.

Una vista alternativa: las líneas de fuerza circulares / curvas representan el campo eléctrico. Indican la naturaleza de las deformaciones en el campo. Ver; http://viXra.org/abs/1404.0440 . ‘MATERIA (reexaminada)’