Bioquimica

Potencial eléctrico
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerzaeléctrica. Matemáticamente se expresa por:
{draw:frame}
Considérese una carga puntual de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba {draw:frame} localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencial electrostática mutua es:
{draw:frame}
De manera equivalente, el potencial eléctrico es {draw:frame} = {draw:frame}Trabajo eléctrico y energía potencial eléctrica
Considérese una carga puntual q en presencia de un campo eléctrico. La carga experimentará una fuerza eléctrica.
{draw:frame}
Ahora bien, si se pretende mantener la partícula en equilibrio, o desplazarla a velocidad constante, se requiere de una fuerza que contrarreste el efecto de la generada por el campo eléctrico. Esta fuerza deberátener la misma magnitud que la primera, pero sentido contrario, es decir:
{draw:frame} (1)

Partiendo de la definición clásica de trabajo, en este caso se realizará un trabajo para trasladar la carga de un punto a otro.De tal forma que al producirse un pequeño desplazamiento dl se generará un trabajo dW. Es importante resaltar que el trabajo será positivo o negativo dependiendo de cómo serealice el desplazamiento en relación con la fuerza {draw:frame} . El trabajo queda, entonces, expresado como:
{draw:frame}
Nótese que en el caso de que la fuerza no esté en la dirección del desplazamiento, sólo se debe multiplicar su componente en la dirección del movimiento.
Será considerado trabajo positivo el realizado por un agente externo al sistema carga-campo que ocasione un cambiode posición y negativo aquél que realice el campo.
Teniendo en cuenta la expresión (1):
{draw:frame}
Por lo tanto, el trabajo total será:
{draw:frame}
Si el trabajo que se realiza en cualquier trayectoria cerrada es igual a cero, entonces se dice que estamos en presencia de un campo eléctrico conservativo.
Expresándolo matemáticamente:
{draw:frame}
Ahora bien, sea una cargaq que recorre una determinada trayectoria en las inmediaciones de una carga Q tal como muestra la figura.

El trabajo infinitesimal es el producto escalar del vector fuerza F por el vector desplazamiento dl, tangente a la trayectoria, o sea:
{draw:frame}
donde dr es el desplazamiento infinitesimal de la carga q en la dirección radial.
Para calcular el trabajo total, se integraentre la posición inicial A, distante {draw:frame} del centro de fuerzas y la posición final B, distante {draw:frame} del centro fijo de fuerzas:
{draw:frame}
De lo anterior se concluye que el trabajo W no depende del camino seguido por la partícula para ir desde la posición A a la posición B. lo cual implica que la fuerza de atracción F, que ejerce la carga Q sobre la carga q es conservativa.La fórmula de la energía potencial es:
{draw:frame}
Por definición, el nivel cero de energía potencial se ha establecido en el infinito, o sea, si y sólo si {draw:frame} .
Cálculo del potencial eléctrico en diferentes configuraciones [editar]
Potencial eléctrico y energía potencial debido a cargas puntuales. Ejemplo 1. Potencial debido a dos cargas puntuales. Una carga puntualde 5µ C se coloca en el origen y una segunda carga puntual de -2µ C se localiza sobre el eje x en la posición (3,0) m, como en la figura 2.1. a) si se toma como potencial cero en el infinito, determine el potencial eléctrico total debido a estas cargas en el punto P, cuyas coordenadas son (0,4)m.
{draw:frame} Fig. 2.1. El potencial eléctrico en el punto P debido a las dos cargas puntuales q1...