De Profesión Fantasma

Módulo de aprendizaje Nº 5


POTENCIAL ELÉCTRICO

OBJETIVOS:
- Reconocer y aplicar el concepto de potencial eléctrico y energía potencial eléctrica


Energía Potencial Eléctrica y Potencial Eléctrico

La energía potencial y, especialmente, el potencial eléctrico, tienen un gran valor práctico para describir los fenómenos eléctricos., sobre todo la corrienteeléctrica.. De hecho, cuando decimos que la tensión en nuestra casa es de 220[V], estamos hablando simplemente de una diferencia de potencial entre dos puntos.

Energía Potencial Eléctrica
Si se quiere elevar un cuerpo desde la superficie de la Tierra, nivel A, hasta el nivel B, tal como se observa en la figura(e), se tiene que vencer la fuerza con la que la Tierra lo atrae. Debe haber unafuerza igual al peso del cuerpo: F=mg. El trabajo realizado por esta fuerza está dado por:
W=F h = mg h
Que corresponde a la energía Potencial Gravitatoria, que posee el cuerpo en el punto B. La gravedad “g” es la intensidad del campo gravitatorio.

Figura (e) Energía potencial gravitatoria.

Si se supone ahora, que en lugar de una masa, se traslada una carga “q” desde elpunto A hasta el punto B de un campo eléctrico uniforme existente entre dos placas con carga opuesta, tal como se observa en la figura(f), Se debe vencer el campo eléctrico debido a la fuerza:
F=q•E
El trabajo realizado por esta fuerza esta dado por:
W = F•r = q•E•r
Donde:
R es la distancia entre A y B.
El trabajo recibe el nombrede Energía Potencial Eléctrica en el punto B.


Figura (f) Energía potencial.
Análogamente, si se desea traer una carga desde el infinito hasta cierta distancia bajo la acción de un campo eléctrico, generado por una carga Q, es necesario realizar un trabajo, por lo que la carga de prueba adquiere una energía potencial eléctrica U. El trabajo realizado para mover la carga debe sernuméricamente igual al cambio de energía potencial experimentado por dicha carga.
W = Upunto-Uinfinito
Si se define que en el infinito U=0, se tiene que la energía potencial eléctrica que adquiere una carga puntual q a una distancia r de una carga generadora Q es:




Para un sistema de tres o más cargas puntuales la energía potencial eléctrica del sistema es lasuma de las energías potenciales de todas las combinaciones que son posibles de formar con dos cargas, tal como se observa en la siguiente figura (g).


Figura (g)
La energía potencial eléctrica está dada por:


Potencial Eléctrico
Si se divide la cantidad de energía potencial eléctrica de una carga en un punto, por el valor de dicha carga, se obtiene el PotencialEléctrico V en ese punto.

La unidad de medida del potencial eléctrico V, en el S.I., es el [Volt], el cual se define como
El Potencial eléctrico es una función escalar.
El potencial eléctrico generado por una carga puntual Q , el potencial eléctrico V en un punto P ubicado a una distancia r está dado por:


Figura ( h) Elgrafico (V- r ) muestra la variación del potencial eléctrico, el cual es inversamente proporcional a la distancia.

Diferencia de Potencial entre dos puntos de un campo

Se tiene la siguiente figura (i) , el potencial eléctrico en el punto A es:
y en el punto B el valor del potencial es:

Figura (i)
Cuando se pasa de un punto A a otro punto B de un campoeléctrico se produce una variación en el valor del potencial, que recibe el nombre de Diferencia de Potencial entre los puntos A y B, es cual está dado por:





o también, en función de la energía potencial:

La diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico es el trabajo realizado por las fuerzas eléctricas para trasladar la unidad de carga positiva...