ENERGIA POTENCIAL

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA
FACULTAD DE INGENIERÍA

ASIGNATURA: FISICA III

PROFESOR:

José Sierra Ortega Ph.D.

ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA
POTENCIAL ELECTRICO
Estimados estudiantes, tendiendo en cuenta que ya se ha hecho un discernimiento sobre la
naturaleza de la electricidad, y que se comentaron y se discutieron los conceptos de Fuerza eléctrica,
Ley de Coulomb, Campo Eléctrico endistribuciones discretas de cargas y cuerpos uniformemente
cargados y que además se presento la Ley de Gauss como una herramienta útil al momento de
cuantificar el campo eléctrico en objetos con formas geométricas definidas. En este material cuyo
objetivo es servir de guía o de material instructivo, se hará primero una revisión del concepto de
energía potencial y recordaremos la relación entreel trabajo y la energía potencial, para presentar de
manera clara y concisa el concepto de potencial eléctrico y diferencia de potencial. Por otro lado, se
expondrá lo referente a las superficies equipotenciales desde el punto de vista eléctrico. Al final, se
ofrecerá una recopilación de algunos problemas de aplicación.
Todos estos apuntes han sido tomados de diferentes fuentes en Internet yalgunos aportes personales
basados en la experiencia de haber impartido este curso durante varios semestres.
Con los conceptos anteriormente esbozados, se emprenderá en los siguientes capítulos, la discusión
en torno a los condensadores (capacitores) electrostáticos, la corriente eléctrica y la resistencia
eléctrica.
OBJETIVO GENERAL
Al término de estos apuntes, el estudiante tendrá lahabilidad y pericia necesaria para aplicar los
conceptos básicos de energía potencial eléctrica y potencial eléctrico a problemas prácticos de la
ingeniería.

CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Energía potencial eléctrica
Potencial eléctrico.
Diferencia de potencial
Superficies equipotenciales.
Potencial e intensidad de campo
Potencial eléctrico debido a una distribución continua decarga

Calculo de E a partir de V
Ejercicios de aplicación

Elaborado por:
JOSÉ SIERRA ORTEGA Ph.D.
FECHA DE ENVIO:
26 de agosto de 2011

Cra 32 N° 22 – 08 Sector San Pedro Alejandrino
Bloque 6 Segundo Piso
Laboratorio de Física

DOCUMENTO Nº 2
PAGINA 1 DE 19

CONOCIMIENTOS PREVIOS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1.

Carga eléctrica
Ley de Colulomb
Campo eléctrico
Álgebravectorial. Operaciones vectoriales
Cinemática bidimensional: ecuaciones de movimiento.
Dinámica bidimensional: segunda ley de Newton.
Cálculo integral: aplicaciones de integrales definidas con condiciones iniciales.
Cálculo diferencial: gradiente de una función.

Energía potencial eléctrica

En esta parte recordaremos la relación entre el trabajo y la energía potencial. Se realiza trabajocuando una fuerza desplaza un objeto en la dirección de la fuerza.
Un objeto tiene energía potencial en virtud de su posición, digamos en un campo de fuerza. Por
ejemplo, si alzas un objeto a cierta altura, estás realizando trabajo sobre el objeto. Además, estás
incrementando su energía potencial gravitacional. Cuanto mayor es la altura a la que llevas el objeto,
más grande es el aumento ensu energía potencial. La realización de trabajo sobre el objeto hace que
aumente su energía potencial gravitacional.
Análogamente, un objeto con carga puede tener energía potencial eléctrica en virtud de su posición
en un campo eléctrico. Del mismo modo que se requiere trabajo para alzar un objeto contra el campo
gravitacional de la Tierra, se necesita trabajo para empujar una partícula concarga contra el campo
eléctrico de un cuerpo cargado. La energía potencial eléctrica de una partícula con carga aumenta
cuando se realiza trabajo para empujarla contra el campo eléctrico de algún otro objeto cargado.
Imaginemos una carga positiva pequeña ubicada a cierta distancia de una esfera positivamente
cargada. Si acercamos la carga pequeña a la esfera invertiremos energía en vencer la...