POTENCIAL ELECTRICO

POTENCIAL ELECTRICO

Cuando una carga de prueba q0 se coloca en un campo eléctrico E creado por otros
objetos cargados, la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga de prueba es:



F q0 E

Es una fuerza conservativa

El trabajo hecho por el campo eléctrico sobre la carga es:

 
 
dW F ds q0 E ds
Si esta cantidad de trabajo es hecha por el campo, la energía potencial de la
carga serádisminuida por una cantidad:

 
dU  q0 E ds
Para un desplazamiento finito de la carga desde el punto A hasta el punto B, el
cambio en energía potencial del sistema es:
Esta integral de línea no
 
=
depende del camino tomado
 
por la carga en ir de A a B.

POTENCIAL ELECTRICO
  energía potencial por unidad de carga es independiente del valor de q0 y tiene un
La
valor único en cada punto de uncampo eléctrico.
A la cantidad

U
se le denomina potencial eléctrico
q0

V

U
q0

 La diferencia de potencial entre dos puntos A y B en un campo eléctrico es
definido como el cambio en energía potencial del sistema dividido para la carga
de prueba q0.
 

Arbitrariamente se establece que el potencial eléctrico sea cero en un punto
que está infinitamente lejos de las cargas que producen el campo.Por lo
tanto podemos decir que el potencial eléctrico en un punto arbitrario en un
campo eléctrico es igual al trabajo requerido por unidad de carga para traer
una carga de prueba positiva desde el infinito hasta ese punto.
 

En realidad, VP realmente representa la diferencia de potencial desde el infinito
hasta el punto P.

UNIDADES

J
1V 
C

V es denominado voltio.

 
Una
unidad de energíacomúnmente usada en física atómica y nuclear es el
electón-voltio el cual se define como la energía que gana o pierde un electrón (o
protón) al moverse a través de una diferencia de potencial de 1V.

1eV 1.60 10

 19

C.V 1.60 10

 19

J

DIFERENCIA DE POTENCIAL EN UN CAMPO ELECTRICO UNIFORME

El campo eléctrico apunta hacia los menores
potenciales.
Suponga que una carga de prueba q0 semueve de A hacia B. Entonces, el cambio en
su energía potencial será:

Este resultado nos indica que si la carga de prueba es positiva (q0 ), entonces ∆U es
negativa. Por lo tanto, una carga positiva pierde energía potencial eléctrica cuando se
mueve en la dirección del campo eléctrico. Esto significa que el campo eléctrico realiza
trabajo sobre la carga positiva cuando la carga se mueve en ladirección del campo
eléctrico.


ds



B


E

 
B
VB  VA   E ds   Eds cos   E dx  Ed
B

A

A





C

A

d

Por lo tanto, el potencial eléctrico en el punto B es
igual al potencial en el punto C. Además, todos los
puntos de la línea BC tienen el mismo potencial y a la
superficie se le denomina superficie equipotencial.

SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
El nombre de superficieequipotencial se le da a cualquier superficie que consiste de una
distribución continua de puntos que tengan el mismo potencial eléctrico.

PROBLEMA
Se muestra una serie de superficies equipotenciales asociadas con algún campo
eléctrico. Enumere (de mayor a menor) el trabajo hecho por el campo eléctrico
sobre una partícula cargada positivamente que se mueve de: A a B; de B a C; de C
a D; de D a E

B
C
A
Da
a
a
a

C
D
B
E

PROBLEMA
Una batería produce una diferencia de potencial entre dos conductores unidos a los
terminales de la batería. Se conecta una batería de 12 V a dos placas paralelas como
se muestra en la figura. La separación entre las placas es: d = 0.30 cm, y se supone
que el campo eléctrico entre las placas es uniforme. Calcule la magnitud del campo
eléctrico entre las placas.

4x103V/m

Un protón parte del reposo en un campo eléctrico uniforme que tiene una magnitud de
8.0 x 104 V/m y dirigido a lo largo del eje positivo de las x. El protón se desplaza 0.50 m
en la dirección del campo eléctrico.
a) Calcule la diferencia de potencial eléctrico entre los puntos A y B.

b)
Calcule la diferencia de energía potencial del
protón para este desplazamiento

Usando el concepto de la...