DIFERENCIA DE POTENCIAL Y POTENCIAL ELÉCTRICO

DIFERENCIA DE POTENCIAL Y POTENCIAL ELÉCTRICO
Cambio de Energía Potencial:
La cantidad U/qo recibe el nombre de potencial eléctrico o simplemente el potencial, V. El potencial eléctrico
en cualquier punto en un campo eléctrico es:
V=U/qo
El potencial eléctrico es una cantidad escalar.
Diferencia de Potencial:
La diferencia de potencial, "V=Vb −Va , entre los puntos A y B, se define como elcambio de la energía
potencial dividida entre la carga de prueba qo
"V = " U/qo = − " E ds
La diferencia de potencial "V es igual al trabajo por carga unitaria que un agente externo debe efectuar para
mover una carga de prueba de A a B sin cambio en la energía cinética de la carga de prueba.
Definición de un Volts:
Puesto que la diferencia de potencial es una medida de la energía por unidadde carga, la unidad del SI del
potencial es joules por coulomb, definido igual a una unidad llamada el volt (V):
1V = 1J / 1C
Es decir, 1J de trabajo debe efectuarse para llevar una carga de 1C a través de una diferencia de potencial de
1V.
El Electrón volt:
Se define como la energía que un electrón o protón gana o pierde al moverse a través de una diferencia de
potencial de 1V.
1eV =1.60 X 10E−19 J
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; esdecir
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.

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"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 mismopotencial.
Superficie Equipotencial:
Este nombre se da a cualquier superficie compuesta de una distribución contínua de puntos que tienen el
mismo potencial eléctrico. Puesto que "U = qo "V, no se realiza trabajo al mover una carga de prueba entre
los puntos cualesquiera en una superficie equipotencial.
POTENCIAL ELECTRICO Y ENERGÍA POTENCIAL DEBIDO A CARGAS PUNTUALES
Para determinar elpotencial eléctrico en un punto del campo localizado a una distancia r de la carga,
empezamos con la definición general para la diferencia de potencial:
Vb − Va = − " E ds
La cantidad E ds puede expresarse como
E ds = ( Ke q/r) r ds
Potencial Eléctrico de una carga puntual:
El potencial eléctrico debido a una carga puntual a cualquier distancia r de la carga es
V = Ke q/r
Las superficiesequipotenciales sobre las cuales V permanece constante, para una carga puntual aislada
se compone de una familia de esferas concéntricas con la carga.
El potencial eléctrico de varias cargas puntuales:
El potencial eléctrico de dos o más cargas puntuales se obtiene aplicando el principio de superposición.
Para un grupo de cargas, podemos escribir el potencial total en P en la forma:
V = Ke "i qi /riEl trabajo es igual a la energía potencial U del sistema de dos partículas cuando éstas están separadas
por una distancia r, podemos expresar la energía potencial como
U = q2 V1 = Ke q1 q2 /r12
Si en el sistema hay más de dos partículas cargadas la energía potencial total puede obtenerse
calculando U para cada par de cargas y sumando los términos algebraicamente.

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U = Ke ( q1 q2...