DIFERENCIA DE POTENCIAL

 DIFERENCIA DE POTENCIAL
¿Cómo funciona la pila voltaica?
Comenzamos con la energía potencial eléctrica, un escalar que caracteriza una fuerza electrostática, del mismo modo que la energía potencial gravitacional caracteriza a una fuerza gravitatoria. A continuación, generalizamos hasta el campo de una distribución de carga arbitraria e introducimos elconcepto de potencial eléctrico. Calculamos el potencial para distribuciones de carga continuas y discretas, y demostramos que el campo eléctrico y el potencial eléctrico se relacionan estrechamente: dado uno podemos hallar el otro.
Si levantamos una piedra de la superficie de la Tierra, el cambio en la energía potencial gravitatoria del sistema Tierra-piedra es el negativo del trabajo realizado por lafuerza gravitacional. Podemos tratar las situaciones electrostáticas de manera semejante.
Utilizando la analogía con la fuerza gravitatoria, la fuerza electrostática es conservativa, y, por lo tanto podemos asociar una energía potencial a todo el sistema en el que una partícula cargada este situada en un campo eléctrico y reciba la acción de una fuerza electrostática.
Que es tensión eléctrica.Supongamos un cuerpo electrizado que produce un campo eléctrico en el como espacio que lo rodea. Consideremos dos puntos, A y B, en este campo eléctrico, muestra la figura 1. Si en A soltamos una carga de prueba (positiva) q, la fuerza eléctrica F producida por el campo actuara sobre ella. Supongamos además, que bajo la acción de esta fuerza la carga se desplaza de A hacia B.Figura 1
Como sabemos, en este desplazamiento la fuerza eléctrica estará realizando un trabajo que designamos TAB. Esto es TAB representa una cantidad de energía que la fuerza eléctrica F imparte a la carga q en su desplazamiento de A hasta B.
En el estudio de los fenómenos eléctricos hay una cantidad muy importante quese relaciona con este trabajo. Dicha cantidad se denomina diferencia de potencial entre los puntos A y B; se representará por VA- VB y se define por la siguiente relación:
VA-VB=TAB/q, la unidad designada en el S. I. es el volt.
Una carga positiva que se suelta en un campo eléctrico, tiende a desplazarse de los puntos donde el potencial es mayor hacia los puntos donde es menor. Una carganegativa tenderá a moverse en sentido contrario, es decir, de los puntos donde el potencial es menor hacia los puntos donde es mayor.



Tensión eléctrica en un campo uniforme
Para calcular la VAB en un campo uniforme, si tenemos un sistema de placas paralelas separadas una distancia d, y electrizadas con carga igual y de signo contrario. Como sabemos que entre ellas existe un campo eléctrico E,dirigido de la placa positiva hacia la placa negativa, utilizando la ecuación VAB= Ed podemos calcular la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera de un campo uniforme. (Figura 2.a)

Figura. 2. a Figura. 2. b
Potencial en un punto
El concepto de potencial en un punto suele utilizarse con frecuencia. Pero el potencial en unpunto no es otra cosa que la diferencia de potencial entre este punto y otro que se toma como referencia. Entonces, para calcular el potencial en un punto A, primero hay que escoger arbitrariamente un punto P, denominado nivel cero de potencial, al cual se le atribuye un potencial nulo. Entonces se calcula la diferencia de potencial entre A y P, y se obtiene el potencial de A en relación con P.
Elvalor del potencial creado por una carga puntual
Dado que la fuerza eléctrica varia mientras la carga de prueba se desplaza de A hacia B, ya que el campo creado por la carga puntual Q no es uniforme, se puede demostrar con el apoyo de matemática avanzada que una carga puntual Q en el aire, establece en un punto P, situado a una distancia r de esta carga, un potencial V dado por V = k0 Q / r...