Energía Potencial 2014 2

Universidad Autónoma de Baja California
Facultad de Ingeniería
Electricidad y Magnetismo
Unidad 2 POTENCIAL ELECTRICO Y CONDENSADORES
2.1.- Potencial eléctrico y energía potencial eléctrica
2.1.1.- Concepto de diferencia de potencial y de energía potencial eléctrica
Trabajo (W): se define como la fuerza aplicada a una carga de prueba por su
desplazamiento.
N*m=Jouls
Energía: es un trabajorealizado
Energía potencial eléctrica (U): es la energía referente a la posición de una carga
de prueba en un campo eléctrico, no a su movimiento.
Energía cinética (K): trabajo realizado para acelerar desde el reposo una carga,
hasta la velocidad que posee.
Energía Potencial
Cuando una carga de prueba positiva q0 se coloca en un campo eléctrico E, existe
una fuerza eléctrica sobre la carga de prueba
y esuna fuerza
conservativa. Cuando la carga se mueve en el campo, el trabajo hecho sobre q0
por el campo eléctrico es igual negativo del trabajo hecho por el agente externo
que produce el desplazamiento.
En un desplazamiento infinitesimal
de una carga ( representa el vector de
desplazamiento infinitesimal) el trabajo hecho es
Donde:
l, las unidades del
trabajo son Joule (J)
1Joule= (1N)(1m)
Ladiferencia de energía potencial ∆U que se pierde al pasar un objeto de su
posición inicial a la final
está dada por
B

U    q0   E  ds
A

La integración se efectúa a lo largo de la trayectoria por medio de la cual se
mueve la carga de prueba de A a B. como la fuerza es conservativa la integral no
depende de la trayectoria seguida entre A y B. (el trabajo es independiente de la
trayectoria)2.1.2.- Deducción del potencial
Potencial Eléctrico
Se define como la energía potencial eléctrica por unidad de carga
El potencial eléctrico es independiente del valor de q0 y tiene un valor único en
cada punto del campo eléctrico. Ya que la energía potencial es una cantidad
escalar el potencial eléctrico también lo es y tiene las unidades Joule/coulomb
=J/C =Voltio

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Facultad de Ingeniería
Electricidad y Magnetismo
Unidad 2 POTENCIAL ELECTRICO Y CONDENSADORES
La diferencia de potencial en un campo eléctrico uniforme
La diferencia de potencial entre dos puntos A y B es independiente de la
trayectoria entre estos dos puntos es decir el trabajo hecho para llevar la carga de
un punto A a un punto B es el mismo a lo largo de todas las trayectorias.
Si

esuniforme. Donde

es el desplazamiento en

la dirección paralela a

Las líneas de campo eléctrico siempre apuntan en la dirección de potencial
eléctrico decreciente.
En un sistema carga-campo, pierde energía potencial eléctrica cuando la carga se
mueve en la dirección del campo. Entonces si una carga de prueba positiva se
suelta desde el reposo en un campo eléctrico uniforme la carga se acelera endirección del campo eléctrico ganando energía cinética, la misma cantidad de
energía cinética que gana la partícula, el sistema carga-campo pierde la misma
cantidad de energía potencial.
Las cargas positivas se mueven hacia donde el potencial es decreciente.
Si la carga de prueba es negativa entonces
es positiva entonces el sistema
carga-campo adquiere energía potencial eléctrica cuando la cargase mueve en la
dirección del campo eléctrico.
Las cargas negativas se mueven hacia donde el potencial aumenta.
Ejercicios
1. Considere dos puntos en un campo eléctrico, el potencial en P1 es
y el potencial en P2 es
¿Cuánto trabajo realiza una
fuerza externa al mover una carga
de P2 a P1?
2. Dos placas paralelas están separadas por
si se mantiene una
diferencia de potencial de
entre esas placas,calcule la intensidad de
campo eléctrico en la región entre ellas.
3. Un electrón se mueve paralelo al eje tiene una velocidad inicial
en el origen su velocidad se reduce a
en un punto
. Calcule la diferencia de potencial entre el origen y este punto
¿Cuál punto esta a mayor potencial?
4. Un campo eléctrico uniforme de magnitud
está dirigido hacia el
lado positivo de las . una carga de
se mueve...