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La diferencia de potencial (ddp) es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico, esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico.Si la energía (E) que el generador cede al circuito durante su funcionamiento es directamente proporcional a su dpp (V) y a la carga, q (C), quepone en movimiento.
Por lo tanto la d.d.p o diferencia de potencial es:
Su unidad en el S.I. es el voltio V:Diferencia potencial de un campo eléctrico
Sean A y B dos puntos situados en un campo eléctrico uniforme, estando A a una distancia d de B en la dirección del campo, tal como muestra la figura.
Una carga de prueba q se mueve de A hacia B en un campo eléctrico uniforme Emediante un agente exterior que ejerce sobre ella una fuerza F.
Considérese una carga de prueba positiva q moviéndose sin aceleración, por efecto de algún agente externo, siguiendo la recta que une A con B.
La fuerza eléctrica sobre la carga será qE y apunta hacia abajo. Para mover la carga en la forma descrita arriba, se debe contrarrestar esa fuerza aplicando una fuerza externa F de la mismamagnitud pero dirigida hacia arriba. El trabajo W realizado por el agente que proporciona esta fuerza es:
WAB=Fd=qEdTeniendo en cuenta que:
VB−VA=WABqsustituyendo se obtiene:
VB−VA=WABq=EdEsta ecuación muestra la relación entre la diferencia de potencial y la intensidad de campo en un caso sencillo especial.
El punto B tiene un potencial más elevado que el A. Esto es razonable porque un agenteexterior tendría que hacer trabajo positivo para mover la carga de prueba de A hacia B.
Una carga de prueba q se mueve de A hacia B en un campo eléctrico no uniforme E mediante un agente exterior que ejerce sobre ella una fuerza F.
Campo eléctrico no uniforme
En el caso más general de un campo eléctrico no uniforme, este ejerce una fuerza qE⃗ sobre la carga de prueba, tal como se ve en la figura.Para evitar que la carga acelere, debe aplicarse una fuerza F⃗ que sea exactamente igual a −qE⃗ para todas las posiciones del cuerpo de prueba.
Si el agente externo hace que el cuerpo de prueba se mueva siguiendo un corrimiento dl⃗ a lo largo de la trayectoria de A a B, el elemento de trabajo desarrollado por el agente externo es F⃗ ⋅dl⃗ . Para obtener el trabajo total WAB hecho por el agenteexterno al mover la carga de A a B, se suman las contribuciones al trabajo de todos los segmentos infinitesimales en que se ha dividido la trayectoria. Así se obtiene:
WAB=∫BAF⃗ ⋅dl⃗ =−q∫BAE⃗ ⋅dl⃗
Como VB−VA=WABq, al sustituir en esta expresión, se obtiene que
VB−VA=−∫BAE⃗ ⋅dl⃗
Si se toma el punto A infinitamente alejado, y si el potencial VA al infinito toma el valor de cero, esta ecuaciónda el potencial en el punto B, o bien, eliminando el subíndice B,
V=−∫B∞E⃗ ⋅dl⃗
Estas dos ecuaciones permiten calcular la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera si se conoce E⃗ .Unidades electromagnéticas
k1 k2 α Sistema
1 1/c2 1 CGS electrostático
c2 1 1 CGS electromagnético
1 1/c2 1/c CGS Gausiano14πϵ0 μ04π 1 SI
Potencial eléctrico de una carga puntual
El potencialeléctrico (voltaje) producido por una carga puntual Q, en cualquier punto del espacio, está dado por la expresión de abajo. Es la energía de potencial eléctrico por unidad de carga, y como tal es una característica de la influencia eléctrica ejercida por la carga sobre ese punto del espacio. Puesto que se trata de una cantidad escalar, el potencial de múltiples cargas puntuales, es justo la suma de lospotenciales de cargas puntuales de las cargas individuales, y se puede extender para el cálculo de una distribución continúa de cargas.
Voltaje = k x carga/radio
Unidades de capacidad
Un condensador es el conjunto formado por dos placas metálicas paralelas (armaduras) separadas entre si por una sustancia aislante (dieléctrico).
Aplicando una tensión a las placas del condensador,...
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