Potencial Electrostático
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PROF. ING. ROALGHI J PÉREZ G UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA ÁREA DE TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y MATEMÁTICA FÍSICA
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Presentación sobre los conceptos y fórmulas básicas del potencial electrostático.
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PROF. ING. ROALGHI J PREZ G
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA
REA DE TECNOLOGA DEPARTAMENTO DE FSICA Y MATEMTICA
FSICA
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7.1.- Enfoque conceptual del potencial electrosttico (unidades fsicas).
Prof. Ing. Roalghi Prez.
Potencial electrosttico Trabajo (W) Campo electrosttico (E) Mover una carga (q)
(Trabajo realizado por un agente externo en contra de la fuerza elctrica)
Matemticamente: =
(Campo esttico, regin finita del espacio)
= = ; =
= = cos =
=
=
(
)
Nivel cero de energa potencial: = =
La unidad en el SI para el potencial elctrico: =
=
[]
[]=
0=
40
1
1
=
= ( )
-
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7.2.- Diferencia de potencial y potencial elctrico.
=
Energa potencial por unidad de carga: Potencial elctrico
=
=
[Solo depende de la carga (q) que origina el campo]
[Potencial creado por una carga puntual a una distancia
(r)] =
=
=
=
-
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7.2.- Diferencia de potencial y potencial elctrico.
= ; Desplazamiento (a-b) de
un carga puntual: = =
0
0
= ( )
Diferencia de potencial:
() Trabajo En contra fuerza elctrica.
Desplazamiento:
El potencial de (a) con respecto a (b), es igual al trabajo que debe efectuarse para desplazar una UNIDAD de carga de (b) a (a) en
contra de la fuerza elctrica.
=
=
[Trabajo realizado en contra del
campo (agente externo)]
(Camino inverso, agente externo)
[Trabajo realizado por el campo para desplazar una carga]
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7.2.- Diferencia de potencial y potencial elctrico. Energa potencial elctrica en un campo uniforme:
( (),
)
(
, )
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7.2.- Diferencia de potencial y potencial elctrico.
Potencial debido a una carga puntual:
=
=
Potencial debido a un sistema de cargas puntuales:
=
=
Potencial debido a una distribucin continua de cargas:
=
-
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7.3.- Superficies equipotenciales.
Superficie equipotencial Cargas en reposo Potencial elctrico (V) es el mismo en
todos los puntos.
Energa potencial elctrica es constante.
(Las lneas de campo y las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares entre si)
=
=
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7.4.- Gradiente del potencial electrosttico.
Relacin entre campo elctrico y el potencial: =
=
=
[Cambio de potencial en un
desplazamiento de (b) a (a)]
= .
= . :
= + + ; = + + = + +
Desplazamiento paralelo al eje (x): = =
=
; =
; =
=
+
+
( )
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7.4.- Gradiente del potencial electrosttico.
=
+
+
=
+
+
Gradiente de la funcin f
As que: = (Gradiente negativo del potencial)
En cada punto, (E) apunta en la direccin en la que (V) disminuye ms rpido.
=
(Campo elctrico radial)
: distancia al punto o eje
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7.5.- Energa potencial debido a cargas puntuales.
() :
:
=1
40
0 ( )
= =040
11+22
+33+ =
040
: =
: =
=
:
-
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7.6.- Potencial elctrico debido a distribucin de cargas continuas (simetra cartesiana polar).
Cuando la carga est distribuida a travs de una lnea, superficie o volumen:
= =
0=
1
40
=1
40
(r: distancia al elemento dq)
:
= distribucin lineal : densidad lineal
= distribucin superficial : densidad superficial
= distribucin volumtrica : densidad volumtrica
=1
40
=1
40
=1
40
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Sistemas con alto grado de simetra:
Simetra esfrica
Simetra cilndrica
(Rotacin alrededor del eje)
(Rotacin alrededor del eje y traslacin a lo largo del mismo eje)
7.6.- Potencial elctrico debido a distribucin de cargas continuas (simetra cartesiana polar).
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Simetra radial (Radial respecto a un punto o eje, r: distancia al punto o eje)
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7.7.- Potencial elctrico debido a un conductor cargado.
Material conductor Permite el transporte de carga elctrica.
Equilibrio electrosttico No hay movimiento de cargas.
Campo elctrico (E) y potencial (V) en puntos dentro y fuera de una esfera conductora con
carga positiva.
=
= 0
(Superficie equipotencial)
=
= ( )
(No se requiere trabajo para mover una carga de prueba (q0) del interior del conductor cargado a su superficie)
![Actividad 1 Respuesta - yoquieroaprobar.esyoquieroaprobar.es/_pdf/03595.pdf · 2020-02-16 · Actividad 1 [a] Explica el concepto de potencial electrostático en un punto. [b]Dibuja](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/5e8fe26a5b52682fb428f278/actividad-1-respuesta-2020-02-16-actividad-1-a-explica-el-concepto-de-potencial.jpg)
