electrostatica

ELECTROSTÁTICA: POTENCIAL ELÉCTRICO.
POTENCIAL ELÉCTRICO:
El potencial eléctrico en el punto “O” es el trabajo por unidad de carga para desplazar dicha carga desde el infinito (∞) hasta el punto “O”.



DIFERENCIA POTENCIAL:
La diferencia potencial de A y B es el trabajo por unidad de carga realizado por las fuerzas extremas al mover dicha carga de A hacia B.



LINEASEQUIPOTENCIALES:
Son aquellas líneas en las que todos sus puntos tienen el mismo potencial. Estas tienen las siguientes características:
 Las líneas equipotenciales (punteadas) son perpendiculares a las líneas del campo eléctrico.

 En la misma línea equipotencial encontramos el mismo potencial eléctrico.

 El trabajo para mover una carga entre dos puntos de una misma línea equipotencial escero, ya que V1= V2

 en dirección de las líneas de campo el potencial de las líneas equipotenciales disminuye.


Diferencia de potencial eléctrico

Considérese una carga de prueba positiva q_0 \,\! en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, ladiferencia de potencial eléctrico se define como:

V_B - V_A= \frac {W_{AB}}{q_0} \,\!

El trabajo W_{AB} \,\! puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial eléctrico en B será respectivamente mayor, menor o igual que el potencial eléctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se representa mediante unanueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 joule/coulomb.

Un electronvoltio (eV) es la energía adquirida para un electrón al moverse a través de una diferencia de potencial de 1 V, 1 eV = 1,6x10-19 J. Algunas veces se necesitan unidades mayores de energía, y se usan los kiloelectronvoltios (keV), megaelectronvoltios (MeV) y los gigaelectronvoltios (GeV). (1 keV=103 eV, 1 MeV = 106 eV, y 1GeV = 109 eV).

Aplicando esta definición a la teoría de circuitos y desde un punto de vista más intuitivo, se puede decir que el potencial eléctrico en un punto de un circuito representa la energía que posee cada unidad de carga al paso por dicho punto. Así, si dicha unidad de carga recorre un circuito constituyendóse en corriente eléctrica, ésta irá perdiendo su energía (potencial o voltaje) amedida que atraviesa los diferentes componentes del mismo. Obviamente, la energía perdida por cada unidad de carga se manifestará como trabajo realizado en dicho circuito (calentamiento en una resistencia, luz en una lámpara, movimiento en un motor, etc.). Por el contrario, esta energía perdida se recupera al paso por fuentes generadoras de tensión. Es conveniente distinguir entre potencialeléctrico en un punto (energía por unidad de carga situada en ese punto) y corriente eléctrica (número de cargas que atraviesan dicho punto por segundo).

Usualmente se escoge el punto A a una gran distancia (en rigor el infinito) de toda carga y el potencial eléctrico V_A \,\! a esta distancia infinita recibe arbitrariamente el valor cero. Esto permite definir el potencial eléctrico en un puntoponiendo V_A =0 \,\! y eliminando los índices:

V=\frac {W}{q_0} \,\!

siendo W \,\! el trabajo que debe hacer un agente exterior para mover la carga de prueba q_0 \,\! desde el infinito al punto en cuestión.

Obsérvese que la igualdad planteada depende de que se da arbitrariamente el valor cero al potencial V_A \,\! en la posición de referencia (el infinito) el cual hubiera podido escogerse decualquier otro valor así como también se hubiera podido seleccionar cualquier otro punto de referencia.

También es de hacer notar que según la expresión que define el potencial eléctrico en un punto, el potencial en un punto cercano a una carga positiva aislada es positivo porque debe hacerse trabajo positivo mediante un agente exterior para llevar al punto una carga de prueba (positiva) desde...