En electromagnetismo , el flujo eléctrico es la medida del campo eléctrico a través de una superficie determinada, [1] aunque un campo eléctrico en sí mismo no puede fluir.
El campo eléctrico E puede ejercer una fuerza sobre una carga eléctrica en cualquier punto del espacio. El campo eléctrico es el gradiente del potencial.
Una carga eléctrica, como la de un solo electrón en el espacio, está rodeada por un campo eléctrico. En forma gráfica, este campo eléctrico se muestra como "líneas de flujo" irradiadas desde un punto (la carga). Éstas se llaman líneas de Gauss. [2] Tenga en cuenta que las líneas de campo son una ilustración gráfica de la intensidad y dirección del campo y no tienen ningún significado físico. La densidad de estas líneas corresponde a la intensidad del campo eléctrico, que también podría denominarse densidad de flujo eléctrico: el número de "líneas" por unidad de superficie. El flujo eléctrico es directamente proporcional al número total de líneas de campo eléctrico que atraviesan una superficie. Para simplificar los cálculos, suele ser conveniente considerar una superficie perpendicular a las líneas de flujo. Si el campo eléctrico es uniforme, el flujo eléctrico que pasa a través de una superficie de área vectorial A es
Para un campo eléctrico no uniforme, el flujo eléctrico dΦ E a través de una superficie pequeña d A viene dado por
Para una superficie gaussiana cerrada , el flujo eléctrico viene dado por:
dónde
Esta relación se conoce como ley de Gauss para campos eléctricos en su forma integral y es una de las ecuaciones de Maxwell .
Si bien el flujo eléctrico no se ve afectado por cargas que no están dentro de la superficie cerrada, el campo eléctrico neto, E, puede verse afectado por cargas que se encuentran fuera de la superficie cerrada. Si bien la ley de Gauss es válida para todas las situaciones, es más útil para cálculos "manuales" cuando existen altos grados de simetría en el campo eléctrico. Los ejemplos incluyen simetría esférica y cilíndrica.
La unidad [SI] de flujo eléctrico es el voltímetro ( V·m ), o la dimensión es m⁰t‐¹a‐¹, o, equivalentemente, newton -metro cuadrado por culombio ( N·m 2 ·C −1 ). Por lo tanto, la unidad de flujo eléctrico expresada en términos de unidades básicas del SI es kg·m 3 ·s −3 ·A −1 . Su fórmula dimensional es .
