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Índice

Objetivos
Introducción
Energía Potencial Eléctrico
Calculo de la Energía Potencial
Potencial Eléctrico
Diferencia de PotencialExperimento de Millikan de la gota de aceite
El Electrón Volt
Resumen
Bibliografía
Glosario
Anexos

Objetivos

Cuando termine de estudiar este capítulo el alumno:

1. Demostrará mediante definiciones ejemplos su comprensión de los conceptos de energía potencial eléctrica, potencial eléctrico diferencia de potencial eléctrico.

2. Calculará la energía potencial de una cargaconocida a una distancia determinada de otras cargas conocidas, determinará si la energía es negativa o positiva.

3. Calculará el potencial absoluto en cualquier punto de la vecindad de cierto número de cargas conocidas.

4. Usará sus conocimientos sobre diferencia de potencial para calcular el trabajo necesario para mover una carga conocida desde un punto A hasta otro punto B en un campoeléctrico creado por una o varias cargas puntuales.

5. Escribirá y aplicará la relación entre la intensidad de campo eléctrico, la diferencia de potencial y la separación de placas paralelas de carga igual pero opuesta.

Introducción
En nuestro estudio de la mecánica, muchos problemas se simplificaron mediante la introducción de algunos conceptos acerca de la energía. La conservaciónde la energía mecánica nos permitió predecir ciertas cosas acerca de los estados inicial y final de los sistemas, sin tener que analizar el movimiento entre dichos estados. El concepto de un cambio de energía potencial a cinética nos ahorró el problema de las fuerzas variables.
En electricidad se pueden resolver muchos problemas prácticos si se consideran los cambios que experimenta una carga enmovimiento en términos de energía. Por ejemplo, si se requiere una cierta cantidad de trabajo para mover una carga en contra de ciertas fuerzas eléctricas, la carga tendrá un potencial o posibilidad de aportar una cantidad equivalente de energía cuando sea liberada.

Energía Potencial Eléctrico

Una de las formas más apropiadas de entender el concepto de energía potencial eléctrica consiste encompararla con la energía potencial gravitacional. En el caso de la energía gravitacional, se considera que la masa m en la figura 25.1 se mueve del nivel A al nivel B. Debe aplicarse una fuerza externa F igual al peso mg para mover la masa en contra de la gravedad.
El trabajo realizado por esta fuerza es el producto de mg por h. Cuando la masa m alcanza el Nivel B, tiene un potencial pararealizar trabajo en relación con el nivel A. El sistema tiene energía potencial (EP) que es igual al trabajo realizado en contra de la gravedad.

- Figura 25.1 Una masa m se eleva contra el campo gravitacional g, lo que da por resultado una energía mgh en el nivel B. Cuando se suelta la masa, esta energía se transformará totalmente en energía cinética al ir cayendo hacia el nivel A.

Ahoraconsideremos una carga positiva + q que se encuentra en reposo en el punto A dentro de un campo eléctrico uniforme E constituido entre dos láminas con carga opuesta (véase la figura 25.2).
- Figura 25.2 Una carga positiva +q se desplaza en contra de un campo eléctrico constante E a través de una distancia d. En el punto B la energía potencial será qEd con respecto al punto A. Cuando se suelte, lacarga ganará una cantidad equivalente de energía cinética.

Una fuerza eléctrica qE actúa hacia abajo sobre la carga. El trabajo realizado en contra del campo eléctrico para mover la carga desde A hasta B es igual al producto de la fuerza qE por la distancia d. Por consiguiente, la energía potencial eléctrica en el punto B en relación con el punto A es:

Cuando la carga se libera, el campo...