Potencial Eléctrico

Potencial eléctrico

El concepto de energía potencial eléctrica por unidad de carga tiene un nombre especial: potencial eléctrico. Un objeto con más carga tiene más energía potencial eléctrica que un objeto de menos carga, pero el potencial eléctrico de cualquier cantidad de carga es el mismo en una idéntica posición.
La energía potencial eléctrica se mide por el trabajo W que deberealizar un agente externo para desplazar la carga qo desde el infinito hasta la distancia r de q. Por consiguiente se puede escribir:

Dividiendo por qo los dos miembros de esta igualdad, se tiene:

El cociente W / qo recibe el nombre de potencial eléctrico y se designa por V.

El potencial eléctrico en un punto de un campo eléctrico es una magnitud escalar que se mide por el cociente deltrabajo W que debe realizar un agente externo para desplazar una carga de prueba + qo con rapidez constante desde el infinito hasta el punto considerado y el valor de dicha carga.

La fuerza eléctrica al igual que la fuerza gravitacional, es consecuencia de las leyes fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas eléctricas conciernen a la interacción de una distribución de carga con otra carga. Laenergía potencial eléctrica es la energía de la distribución de la carga junto con la de una segunda carga. El potencial eléctrico tiene la misma relación con el campo eléctrico que la que tiene la energía potencial con la fuerza. La descarga de los rayos es una impresionante demostración de que hay energía en los campos eléctricos. Existe una gran diferencia de potencial entre la Tierra y lasnubes, o entre nubes distintas, que provoca el rayo.

Energía Potencial Eléctrica

Existe una relación entre el trabajo y la energía potencial. El concepto de energía de posición o energía potencial es extremadamente útil. Se sabe que una masa m a una altura h sobre la superficie terrestre tiene una energía potencial que se puede representar por U = mgh. Esa energía potencial se puede convertiren energía cinética de acuerdo a la conservación de la energía.
Al levantar un objeto se realiza trabajo sobre él y se incrementa su energía potencial gravitacional. De manera análoga, un objeto cargado puede tener energía potencial en virtud de su posición en un campo eléctrico. También se requiere trabajo para desplazar una partícula cargada contra el campo eléctrico de un cuerpo con carga.La fuerza eléctrica que ejerce la carga qo sobre la q, separadas por una distancia r, es:

Esta fuerza tiene una notable semejanza con la fuerza de gravitación. Ambas fuerzas son conservativas, de modo que ambas tienen energía potencial U. Esa energía potencial, que es función de la posición, asume la misma forma para ambos casos. Solo los cambios de energía potencial tienen significado. Alrepresentar un campo eléctrico no uniforme originado por una carga fuente puntual +q. Si dentro del campo originado por esa carga se coloca una carga de prueba positiva +qo, sobre dicha carga actúa, en cada punto donde se sitúe, una fuerza eléctrica cuyo módulo viene dada por la ley de Coulomb. Como la fuerza eléctrica no es constante, para obtener una expresión que permita medir la energíapotencial eléctrica. En la Posición rA la carga de prueba +qo está sometida a una fuerza eléctricae y un agente externo debe aplicar una fuerza del mismo módulo que e pero de sentido opuesto para equilibrarla. Si la carga +qo se aproxima a la carga +q, la fuerza e aumenta por lo que también debe aumentar  para lograr el equilibrio de la carga +qo. En consecuencia para mover la carga de prueba +qo conrapidez constante desde la posición rA hasta la posición rB, un agente externo debe aplicar, en cada instante que considere, una fuerza diferente. 
Un objeto cargado tiene energía potencial eléctrica en virtud de su posición en un campo eléctrico.
Para calcular la energía potencial eléctrica de un sistema de más de dos cargas el procedimiento es calcular la energía potencial eléctrica para...