Algo
Páginas: 31 (7592 palabras)
Publicado: 26 de octubre de 2014
713
Preguntas
Resumen
DEFINICIONES
S
La diferencia de potencial ⌬V entre los puntos Ꭽ y Ꭾ en un campo eléctrico E se
define como
¢V
¢U
q0
S
S
E ds
Una superficie equipotencial
es aquella donde todos los
puntos tienen el mismo
potencial eléctrico. Las
superficies equipotenciales
son perpendiculares a líneas
de campo eléctrico.
(25.3)
donde ⌬U se conoce porla ecuación 25.1 abajo. El potencial eléctrico V ϭ U/q0 es una
cantidad escalar y tiene las unidades de joules por cada coulomb, donde J/C ϵ 1 V.
CONCEPTOS Y PRINCIPIOS
La diferencia de potencial entre dos puntos Ꭽ y Ꭾ
separados una distancia d en un campo eléctrico
S
S
uniforme E , donde s es un vector que apunta de Ꭽ a Ꭾ
S
y es paralelo a E , es
Cuando una carga de prueba positivaq0 se mueve
S
entre los puntos Ꭽ y Ꭾ en un campo eléctrico E ,
el cambio en la energía potencial del sistema cargacampo es
¢U
q0
S
S
E ds
(25.1)
Si define V ϭ 0 en r ϭ `, el potencial eléctrico debido a
una carga puntual a cualquier distancia r desde la carga es
V
ke
q
r
Si conoce el potencial eléctrico como función de las
coordenadas x, y y z, puede obtener lascomponentes
del campo eléctrico al tomar la derivada negativa del
potencial eléctrico respecto a las coordenadas. Por
ejemplo, la componente x del campo eléctrico es
dV
dx
E
(25.16)
ds
Ed
(25.6)
La energía potencial asociada con un par de cargas
puntuales separadas una distancia r12 es
U
(25.11)
El potencial eléctrico asociado con un grupo de cargas
puntuales seobtiene al sumar los potenciales debidos a las
cargas individuales.
Ex
¢V
ke
q 1q 2
r 12
(25.13)
La energía potencial de una distribución de cargas
puntuales se obtiene al sumarlas como en la
ecuación 25.13 sobre todos los pares de partículas.
El potencial eléctrico debido a una distribución de
carga continua es
V
ke
dq
r
(25.20)
Cada punto en la superficie deun conductor cargado
en equilibrio electrostático tiene el mismo potencial
eléctrico. El potencial es constante en todas partes
dentro del conductor e igual a su valor en la superficie.
Preguntas
O indica pregunta complementaria.
1. Explique la diferencia entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica.
2. O En cierta región del espacio, un campo eléctrico uniforme está en ladirección x. Una partícula con carga
negativa es llevada de x ϭ 20 cm a x ϭ 60 cm. i) ¿La
energía potencial del sistema carga-campo a) aumenta,
b) permanece constante, c) disminuye o d) cambia de
Cap_25_Serway.indd 713
manera impredecible? ii) ¿La partícula se mueve a una
posición donde el potencial es a) mayor que antes, b)
no cambia, c) menor que antes o d) impredecible?
3. O Considerelas superficies equipotenciales que se
muestran en la figura 25.4. En esta región del espacio,
¿cuál es la dirección aproximada del campo eléctrico?
a) afuera de la página, b) hacia la página, c) hacia la
9/11/08 5:22:55 PM
714
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Capítulo 25
Potencial eléctrico
derecha, d) hacia la izquierda, e) hacia lo alto de la
página, f) hacia la parte bajade la página, g) el campo
es cero.
O Una partícula con carga Ϫ40 nC, está en el eje x en
el punto con coordenada x ϭ 0. Una segunda partícula, con carga Ϫ20 nC, está en el eje x en x ϭ 500 mm.
i) ¿Existe algún punto a una distancia finita donde el
campo eléctrico sea cero? a) Sí, está a la izquierda de
x ϭ 0. b) Sí, está entre x ϭ 0 y x ϭ 500 mm. c) Sí, está
a la derecha de x ϭ 500 mm. d)No. ii) ¿El potencial
eléctrico es cero en este punto? a) No, es positivo. b)
Sí. c) No, es negativo. d) No existe tal punto. iii) ¿Existe
algún punto a una distancia finita donde el potencial
eléctrico sea cero? a) Sí, está a la izquierda de x ϭ 0. b)
Sí, está entre x ϭ 0 y x ϭ 500 mm. c) Sí, está a la derecha de x ϭ 500 mm. d) No. iv) ¿El campo eléctrico es
cero en este punto? a) No,...
Preguntas
Resumen
DEFINICIONES
S
La diferencia de potencial ⌬V entre los puntos Ꭽ y Ꭾ en un campo eléctrico E se
define como
¢V
¢U
q0
S
S
E ds
Una superficie equipotencial
es aquella donde todos los
puntos tienen el mismo
potencial eléctrico. Las
superficies equipotenciales
son perpendiculares a líneas
de campo eléctrico.
(25.3)
donde ⌬U se conoce porla ecuación 25.1 abajo. El potencial eléctrico V ϭ U/q0 es una
cantidad escalar y tiene las unidades de joules por cada coulomb, donde J/C ϵ 1 V.
CONCEPTOS Y PRINCIPIOS
La diferencia de potencial entre dos puntos Ꭽ y Ꭾ
separados una distancia d en un campo eléctrico
S
S
uniforme E , donde s es un vector que apunta de Ꭽ a Ꭾ
S
y es paralelo a E , es
Cuando una carga de prueba positivaq0 se mueve
S
entre los puntos Ꭽ y Ꭾ en un campo eléctrico E ,
el cambio en la energía potencial del sistema cargacampo es
¢U
q0
S
S
E ds
(25.1)
Si define V ϭ 0 en r ϭ `, el potencial eléctrico debido a
una carga puntual a cualquier distancia r desde la carga es
V
ke
q
r
Si conoce el potencial eléctrico como función de las
coordenadas x, y y z, puede obtener lascomponentes
del campo eléctrico al tomar la derivada negativa del
potencial eléctrico respecto a las coordenadas. Por
ejemplo, la componente x del campo eléctrico es
dV
dx
E
(25.16)
ds
Ed
(25.6)
La energía potencial asociada con un par de cargas
puntuales separadas una distancia r12 es
U
(25.11)
El potencial eléctrico asociado con un grupo de cargas
puntuales seobtiene al sumar los potenciales debidos a las
cargas individuales.
Ex
¢V
ke
q 1q 2
r 12
(25.13)
La energía potencial de una distribución de cargas
puntuales se obtiene al sumarlas como en la
ecuación 25.13 sobre todos los pares de partículas.
El potencial eléctrico debido a una distribución de
carga continua es
V
ke
dq
r
(25.20)
Cada punto en la superficie deun conductor cargado
en equilibrio electrostático tiene el mismo potencial
eléctrico. El potencial es constante en todas partes
dentro del conductor e igual a su valor en la superficie.
Preguntas
O indica pregunta complementaria.
1. Explique la diferencia entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica.
2. O En cierta región del espacio, un campo eléctrico uniforme está en ladirección x. Una partícula con carga
negativa es llevada de x ϭ 20 cm a x ϭ 60 cm. i) ¿La
energía potencial del sistema carga-campo a) aumenta,
b) permanece constante, c) disminuye o d) cambia de
Cap_25_Serway.indd 713
manera impredecible? ii) ¿La partícula se mueve a una
posición donde el potencial es a) mayor que antes, b)
no cambia, c) menor que antes o d) impredecible?
3. O Considerelas superficies equipotenciales que se
muestran en la figura 25.4. En esta región del espacio,
¿cuál es la dirección aproximada del campo eléctrico?
a) afuera de la página, b) hacia la página, c) hacia la
9/11/08 5:22:55 PM
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5.
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7.
8.
9.
Capítulo 25
Potencial eléctrico
derecha, d) hacia la izquierda, e) hacia lo alto de la
página, f) hacia la parte bajade la página, g) el campo
es cero.
O Una partícula con carga Ϫ40 nC, está en el eje x en
el punto con coordenada x ϭ 0. Una segunda partícula, con carga Ϫ20 nC, está en el eje x en x ϭ 500 mm.
i) ¿Existe algún punto a una distancia finita donde el
campo eléctrico sea cero? a) Sí, está a la izquierda de
x ϭ 0. b) Sí, está entre x ϭ 0 y x ϭ 500 mm. c) Sí, está
a la derecha de x ϭ 500 mm. d)No. ii) ¿El potencial
eléctrico es cero en este punto? a) No, es positivo. b)
Sí. c) No, es negativo. d) No existe tal punto. iii) ¿Existe
algún punto a una distancia finita donde el potencial
eléctrico sea cero? a) Sí, está a la izquierda de x ϭ 0. b)
Sí, está entre x ϭ 0 y x ϭ 500 mm. c) Sí, está a la derecha de x ϭ 500 mm. d) No. iv) ¿El campo eléctrico es
cero en este punto? a) No,...
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