Que es potencial eléctrico

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. 

Que es energía potencial

La energía potencial gravitatoria es la energía asociada con la fuerza gravitatoria. Esta dependerá de la altura relativa de un objeto a algún punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.

Por ejemplo, si un libro apoyado en una mesa es elevado, una fuerza externa estará actuando en contra de la fuerza gravitacional. Si el libro cae, el mismo trabajo que el empleado para levantarlo, será efectuado por la fuerza gravitacional.

Ley de la conservación de la energía

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.

La ley de conservación de la energía afirma que:

1.-No existe ni puede existir nada capaz de generar energía .

2.-No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.

3.-Si se observa que la cantidad de energía varía siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.

Ejemplo: Un bus interprovincial está detenido en un terminal . Al llegar la hora de salida, el conductor hace funcionar el bus y este se pone en marcha .Esto implica que la energía cinética del bus aumenta .El aumento de energía proviene de la energía química liberada en la combustión de gasolina en el motor del bus .

No toda la energía química liberada en el motor se transforma en energía cinética. Parte es transferida en forma de calor a los diferentes componentes del motor y al aire circundante. Esta energía “se pierde” en el sentido de que no se aprovecha para el movimiento del vehículo.

Ahora el bus corre con velocidad constante. Su energía cinética, por lo tanto, permanece también constante, pero el motor está funcionando y consume combustible.

La energía liberada en la combustión es transferida al aire en forma de calor: si pudiésemos efectuar una medición muy precisa, detectaríamos un leve aumento de la temperatura del aire como resultado del paso del bus.

En que unidad viene expresado el campo eléctrico

Tiene unidades de Newton / Coulombio o voltios/metros

Que es energía potencial eléctrica

La Energía potencial electrostática o Energía potencial eléctrica es un tipo de energía potencial (medida en julios) que resulta de la fuerza de Coulomb y está asociada a la configuración particular de un conjunto de cargas puntuales en un sistema definido

Diferencia de potencial entre dos puntos

La diferencia de potencial entre dos puntos A y B se define como el trabajo realizado por el campo sobre la unidad de carga positiva para desplazarla desde A hasta B. Sin embargo no se debe olvidar que la diferencia de potencial no es un trabajo y que sus unidades vienen en voltios. Un voltio sería la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico cuando ese campo realiza un trabajo de 1 J para llevar la unidad de carga positiva desde el primer punto hasta el segundo.

Potencial debido a una carga puntual

El potencial eléctrico debido a una carga puntual a cualquier distancia r de la carga es

V = Ke q/r

Las superficies equipotenciales sobre las cuales V permanece constante, para una carga puntual aislada se compone de una familia de esferas concéntricas con la carga.

Superficies equipotenciales

Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.

El caso más sencillo puede ser el de un campo gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son esferas concéntricas alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero.

Diferencia de potencial en un campo eléctrico uniforme

El trabajo hecho al llevar la carga de prueba de un punto A a un punto B es el mismo a lo largo de toda la trayectoria. Esto confirma que un campo eléctrico uniforme y estático es conservativo.

Vb - Va = " V = -" E ds = -Ed

El signo menos es el resultado del hecho de que el punto B está a un potencial menor que el punto A; es decir Vb < Va . Las líneas de campo eléctrico siempre apuntan en la dirección de potencial eléctrico decreciente.

Una carga de prueba q se mueve de A a B.

"U = qo " V = -qo Ed

A partir de este resultado, vemos que si qo es positiva, "U es negativa. Esto significa que un campo eléctrico realiza trabajo sobre una carga positiva cuando esta se mueve en la dirección del campo eléctrico. Conforme la partícula cargada gana energía cinética, el campo pierde una cantidad igual de energía potencial.

Si la carga de prueba qo es negativa, entonces "U es positiva y la situación se invierte. Una carga negativa gana energía potencial eléctrica cuando se mueve en la dirección del campo eléctrico.

Todos los puntos en un plano perpendicular a un campo eléctrico uniforme están al mismo potencial.

Que es un electrón voltio

El electronvoltio es una unidad de energía que representa la energía cinética que adquiere un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio.

Cuál es la diferencia entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico

Muy básicamente el campo eléctrico se refiere a la fuerza por unidad de carga que experimenta una carga testigo qo en presencia de dicho campo. Entonces se mide en N/C (sistema MKS, Newton sobre Coulomb).

En cambio el potencial mide el trabajo por unidad de carga necesario para traer dicha carga testigo desde el infinito hasta una cierta distancia r de la carga Q que genera el campo, o en forma más general, desde el infinito hasta la posición en la cual medimos el potencial. Entonces se mide en J/C (en MKS, Joule/Coulomb, que se define como Volt) => V = J/C.

Seleccionar un problema de potencial eléctrico y desarrollarlo de manera explicativa

Cuatro prtículas q1=q, q2=-3q,q3=4q y q4=-2q se encuentran ubicadas en los puntos dados. Determine el potencial total en el punto P. b) Determine el trabajo para llevar una partícula q0 desde A hasta B.

a.- El potencial total en el punto P es:

Calculando el potencial para cada partícula tenemos:

Sumando tenemos:

b.-Para el cálculo del trabajo utilizamos la ecuación:El potencial total en A y B es:

El trabajo total es:

-Ubicar el punto donde se va realiza el cálculo del potencial

-Ver los signos que tiene la carga

-Luego realizar el cálculo del potencial

-Por último calcular la diferencia de potencial de ser necesario y también el trabajo.