Potencial electrico
Páginas: 5 (1135 palabras)
Publicado: 2 de septiembre de 2010
|Objetivo: |
|Demostrar mediante definiciones y ejemplos los conceptos: energía potencial eléctrica, potencial eléctrico y diferencia de potencial |
|eléctrico.|
En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.
Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campode fuerzas. Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
La energía potencial electrostática de un sistema formado por dos partículas de cargas q y Q situadas a una distancia r una de la otra es igual a:
[pic]
Y se define como: laenergía potencial del sistema es igual al trabajo realizado contra las fuerzas eléctricas para llevar la carga q desde n punto en el infinito hasta ese punto.
Siempre que una carga positiva se mueve en contra del campo eléctrico, la energía potencial aumenta y siempre que una carga negativa se mueve en contra del campo eléctrico, la energía potencial disminuye.
[pic]
La regla anterior es unaconsecuencia directa del hecho de que la dirección del campo eléctrico se defina en términos de una carga positiva.
La energía potencial en B es independiente de la trayectoria seguida para llegar a B.
Ejemplo: Una carga de 2nC está separada 20 cm de otra carga de 4μc. a) ¿Cuál es la energía potencial del sistema? b) ¿Cuál es el cambio de energía potencial si la carga de 4μC se mueve a unadistancia de 8 cm de la carga de 2nC?
SOLUCION:
La energía potencial a los 20 cm se expresa así.
[pic]
[pic]
La energía potencial a los 8 cm se expresa así:
[pic]
[pic]
El cambio de energía potencial es
[pic]
Potencial eléctrico (V): Es la energía potencial por unidad de carga, de modo que si una carga puntual q tiene energía potencial Ua en determinado punto a, el potencialeléctrico en ese punto será:
[pic]
1 Volt = 1 J/C
A estas alturas podemos observar que el potencial es el mismo en todos los puntos ubicados a iguales distancias de una carga esférica. Por este motivo, las líneas que se dibujan a una misma distancia de la carga se conocen como líneas equipotenciales. Observe que las líneas equipotenciales siempre son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.El potencial debido a una carga positiva es positivo y el debido a una negativa es negativo.
Ejemplo: Calcule el potencial en el punto A que está a 30 cm de distancia de una carga de -2μC. ¿Cuál es la energía potencial su una carga de 4 nC esta colocada en A.
SOLUCION:
[pic]
[pic]
Una energía potencial negativa significa que al separar lascargas, el trabajo se tiene que realizar en contra del campo eléctrico.
Qué pasaría si en lugar de tener una carga buscáramos en potencial en los alrededores de cierto número de cargas.
[pic]
[pic]
[pic] (suma algebraica, ya que el potencial no es un vector)
El potencial en la vecindad de cierto número de cargas es igual a la suma algebraica de los potenciales que corresponden a cadacarga.
Ejemplo:
Dos cargas, Q1 = +6μC y Q2 = -6μC, están separadas 12 cm, como se mestra en la figura. Calcule e potencial (a) en el punto A y (b) en el punto B.
SOLUCION:
Encontrando el potencial en A:
[pic]
[pic]
[pic]
Esto significa que el campo eléctrico realizara un trabajo de 6[pic] por cada Coulomb de carga positiva que transporta de A al infinito.
Diferencia de...
|Demostrar mediante definiciones y ejemplos los conceptos: energía potencial eléctrica, potencial eléctrico y diferencia de potencial |
|eléctrico.|
En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.
Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campode fuerzas. Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
La energía potencial electrostática de un sistema formado por dos partículas de cargas q y Q situadas a una distancia r una de la otra es igual a:
[pic]
Y se define como: laenergía potencial del sistema es igual al trabajo realizado contra las fuerzas eléctricas para llevar la carga q desde n punto en el infinito hasta ese punto.
Siempre que una carga positiva se mueve en contra del campo eléctrico, la energía potencial aumenta y siempre que una carga negativa se mueve en contra del campo eléctrico, la energía potencial disminuye.
[pic]
La regla anterior es unaconsecuencia directa del hecho de que la dirección del campo eléctrico se defina en términos de una carga positiva.
La energía potencial en B es independiente de la trayectoria seguida para llegar a B.
Ejemplo: Una carga de 2nC está separada 20 cm de otra carga de 4μc. a) ¿Cuál es la energía potencial del sistema? b) ¿Cuál es el cambio de energía potencial si la carga de 4μC se mueve a unadistancia de 8 cm de la carga de 2nC?
SOLUCION:
La energía potencial a los 20 cm se expresa así.
[pic]
[pic]
La energía potencial a los 8 cm se expresa así:
[pic]
[pic]
El cambio de energía potencial es
[pic]
Potencial eléctrico (V): Es la energía potencial por unidad de carga, de modo que si una carga puntual q tiene energía potencial Ua en determinado punto a, el potencialeléctrico en ese punto será:
[pic]
1 Volt = 1 J/C
A estas alturas podemos observar que el potencial es el mismo en todos los puntos ubicados a iguales distancias de una carga esférica. Por este motivo, las líneas que se dibujan a una misma distancia de la carga se conocen como líneas equipotenciales. Observe que las líneas equipotenciales siempre son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.El potencial debido a una carga positiva es positivo y el debido a una negativa es negativo.
Ejemplo: Calcule el potencial en el punto A que está a 30 cm de distancia de una carga de -2μC. ¿Cuál es la energía potencial su una carga de 4 nC esta colocada en A.
SOLUCION:
[pic]
[pic]
Una energía potencial negativa significa que al separar lascargas, el trabajo se tiene que realizar en contra del campo eléctrico.
Qué pasaría si en lugar de tener una carga buscáramos en potencial en los alrededores de cierto número de cargas.
[pic]
[pic]
[pic] (suma algebraica, ya que el potencial no es un vector)
El potencial en la vecindad de cierto número de cargas es igual a la suma algebraica de los potenciales que corresponden a cadacarga.
Ejemplo:
Dos cargas, Q1 = +6μC y Q2 = -6μC, están separadas 12 cm, como se mestra en la figura. Calcule e potencial (a) en el punto A y (b) en el punto B.
SOLUCION:
Encontrando el potencial en A:
[pic]
[pic]
[pic]
Esto significa que el campo eléctrico realizara un trabajo de 6[pic] por cada Coulomb de carga positiva que transporta de A al infinito.
Diferencia de...
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