Electro

OBJETIVO: 2.2. DEFINICIÓNES.

Cuando se habló del concepto de campo eléctrico, como fuerza por unidad de carga, se dijo que la principal ventaja de un concepto de ese tipo era que permitía asignar una propiedad eléctrica al espacio. Si se conoce la intensidad de campo en cierto punto, la fuerza situada en ese punto se puede predecir. En igual forma es conveniente otra propiedad al espacio querodea una carga, ya que nos permite predecir la energía potencial debida a otra carga situada en cualquier punto. Esta propiedad del espacio se llama potencial y se define en la siguiente forma:

“El potencial V en un punto situado a una distancia r de una carga Q es igual al trabajo por unidad de carga realizado contra las fuerzas eléctricas para transportar una carga positiva +q desde elinfinito a dicho punto”.

En otras palabras, el potencial en determinado punto A, es igual a la energía potencial por unidad de carga. Las unidades de potencial se expresan en Joule por Coulomb y se conocen como volts (V).

VA (v) =

Un potencial de un volt en el punto A, significa que si una carga de un Coulomb se colocara en A, la energía potencial sería de un Joule. En general, cuando seconoce el potencial en el punto A, la energía potencial debida a la carga q en ese punto se puede determinar a partir de:

Sustituyendo la ecuación de EP en VA, se tiene:


+

A

El símbolo VA se refiere al potencial en el punto Alocalizado a una distanciar de q.

Se puede observar que el potencial es el mismo en todos los puntos ubicados a iguales distancias de una carga esférica. Por esta razón, las líneas punteadas de la figura se conocen como líneas equipotenciales. Las líneas de igual potencial son siempre perpendiculares a las líneas del campo eléctrico. Si esto no fuera cierto, el trabajo se realizaría mediante unafuerza resultante cuando una carga se desplazara a lo largo de una línea equipotencial. Un trabajo así aumentaría o disminuiría el potencial.

Las líneas equipotenciales siempre son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.

El potencial en un punto dado se define en términos de una carga positiva. Esto significa que el potencial será negativo en un punto localizado en el espacio que rodeaa una carga negativa.

El potencial debido a una carga positiva, es positivo; el potencial debido a una carga negativa, es negativo.

En la práctica es de escaso interés el trabajo por unidad de carga para trasladar una carga al infinito. Con más frecuencia se desean conocer los requisitos de trabajo para mover cargas entre dos puntos. Esto conduce al concepto de diferencia de potencial.“La diferencia de potencial entre dos puntos, es el trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas eléctricas para mover una pequeña carga de prueba desde el punto de mayor potencial hasta el punto de menor potencial”.

Otra definición, es afirmar que la diferencia de potencial entre dos puntos es la diferencia en los potenciales en esos puntos.

Por ejemplo, si en el punto A elpotencial es de 100 v y en el punto B es de 60 v, la diferencia de potencial entre estos dos puntos es:

VA – VB = 100 v – 60 v = 40 v.

Esto significa que los 40 J de trabajo serán realizados por el campo sobre cada Coulomb de carga positiva que se desplaza desde A hasta B. En general, el trabajo realizado por un campo eléctrico para mover una carga q del punto A al punto B se puede determinar apartir de:

TrabajoA→B = q(VA –VB)

Para dos placas de cargas opuestas que están separadas una distancia d, una carga q situada entre ellas experimentará una fuerza dada por:
F = qE
El trabajo realizado por esta fuerza para mover la carga de la placa + a la placa – , es:
Fd =(qE)d, pero trabajo = q(VA-VB), entonces:
q(VA-VB) = (qE)d
por lo tanto: V = Ed.

“la diferencia de potencial...