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Tema 4: Potencial eléctrico

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Tema 4: Potencial Eléctrico

Fátima Masot Conde Ing. Industrial 2007/08

Fátima Masot Conde

Dpto. Física Aplicada III

Universidad de Sevilla

Tema 4: Potencial eléctrico

Tema 4: Potencial Eléctrico

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Índice:
1. Introducción 2. Energía potencial eléctrica 1. de dos cargas puntuales 2. de un sistema de cargas 3. Interpretación de la Ep3. Potencial eléctrico 4. Cálculo del potencial eléctrico 5. Cálculo del campo a partir del potencial. Gradiente 6. Superficies equipotenciales
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Introducción

~e Hemos hablado de la fuerza eléctrica F y del ~ campo E (fuerza eléctrica por unidad de carga). Ahora nos preguntamos:
¿Cuáles el trabajo que realiza esa fuerza? ¿Cuál es el trabajo que realiza esa fuerza?
Análogamente al caso gravitatorio, la fuerza eléctrica es CONSERVATIVA, y veremos que ese trabajo se puede expresar en términos de Energía Potencial (eléctrica) o simplemente Potencial (energía potencial por unidad de carga)
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Introducción

Igual que en el caso gravitatorio, el potencial se define respecto de un nivel de referencia arbitrario, dándose entonces una asimilación de potencial a lo que en realidad son diferencias de potencial entre un punto y el de referencia.

A las diferencias de potencial A las diferencias de potencial también se les llama voltaje también se les llama voltajeFátima Masot Conde

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Energía Potencial Eléctrica
Recordamos: a
F
~ F

¿Cuál es el trabajo realizado por una fuerza cualquiera para llevar a la partícula desde a hasta b?
fuerza

T
~ F

d~ l

b
velocidad

Wa→b =

Z

b

elemento de longitud tangente al camino

a

~ l F · d~ =producto escalar

Componente tangente de la fuerza

Energía cinética

=

Z

b

FT dl =
escalares

a

Z

b

m

a

dv dl = Ek,b − Ek,a dt
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El trabajo que realiza una fuerza cualquiera es el incremento de energía cinética
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FT

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Energía potencial
¿Cuál es eltrabajo realizado por una fuerza conservativa para llevar a la partícula desde a hasta b? Si la fuerza es conservativa, la energía total se conserva en cada punto del camino:
~c F

Recordamos: a
~ F

c

Etotal = (EK + EP )A = (EK + EP )B

d~ l

b
b a

Wa→b =

Z

~ FC · d~ = − l

Z

b a

Este signo es necesario para obtener este orden

dEP = EP,A − EP,B

El trabajo querealiza una fuerza conservativa (además de ser el incremento de Energía Cinética) es igual al menos incremento de Energía Potencial
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Energía potencial eléctrica en un campo uniforme

Análogo gravitatorio

+++++++++++

~ g

m

Ep,max

~ E

q +

Ep,max

EK,max ref. 0

EK,maxref. 0
––––––––––––

La masa, siguiendo la direcci´n o del campo, aumenta su EK y disminuye su Ep

La carga positiva, siguiendo la direcci´n del campo, aumenta su o EK y disminuye su Ep

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Energía potencial eléctrica en un campo uniforme

Desplazamientos espontáneos
(Trabajopositivo realizado por el campo)
+++++++++++ +++++++++++

~ E ~ E q +

q

-

–––––––––––– ––––––––––––

Caso anterior

La carga negativa espont´neaa mente sigue la direcci´n cono ~ traria a E (aumentando su EK ) y disminuyendo su Ep
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