Potencial Diferencial

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION
U.E. “COLEGIO MANUEL PLACIDO MANEIRO”
FISICA / SEMESTRE “4”
TRABAJO

POTENCIAL Y DIFERENCIA DE POTENCIAL

REALIZADO POR:
MIGUEL ROSAS
C.I.:16077616
PORLAMAR, 12 DE ENERO DEL 2013

INTRODUCCION

Presentare los conceptos de energía potencial y diferencia de potencial, los cuales nos ayudan a resolverproblemas que involucran al campo eléctrico.
Si colocamos una carga, q, en un punto cualquiera de una región donde exista campo eléctrico E(x, y, z), dicha carga experimentara una fuerza eléctrica F= qE, y en consecuencia será acelerada para que dicha carga permanezca en equilibrio debemos aplicar una fuerza igual y de sentido contrario
-qE.
Si queremos desplazar la carga en contra de lafuerza ejercida por el campo, desde un punto A hasta un punto B, con velocidad constante o bien cuasiestaticamente, el trabajo realizado por el agente externo se puede calcular con:
A la expresión anterior se le conoce como potencial eléctrico y lo representamos como Ua , de forma similar el diferencial de potencial eléctrico se representa y se obtiene de la siguiente forma.
UAB=UB-UA

Elpotencial eléctrico
En un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica (ley de Coulomb) para mover una carga positiva q desde el infinito (donde el potencial es cero) hasta ese punto. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde el infinito hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.

unidad de potencialeléctrico = Volt ó Voltio

unidad de energía potencial = Joule o Julios = Newton * metro

Forma diferencial del potencial eléctrico
Recordamos que el potencial eléctrico puede ser expresado como:
 

También recordemos que el diferencial de una función se puede expresar como:

por lo que un diferencial de un potencial eléctrico puede ser expresado como:

Si sacamos el diferencial alpotencial en la ecuación que relaciona con el campo eléctrico tendremos:

pero   y por último si consideramos que para tenemos un desplazamiento pequeño  tendremos:
 
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica (ley de Coulomb) para mover una carga positiva "q" desde el infinito (donde el potencial es cero) hasta ese punto. Dicho de otra forma, es eltrabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria "q" desde el infinito hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa por:

Considérese una carga de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencialelectrostática mutua es:

Trabajo eléctrico y energía potencial eléctrica Considérese una carga puntual q en presencia de un campo eléctrico. La carga experimentará una fuerza eléctrica.

Ahora bien, si se pretende mantener la partícula en equilibrio, o desplazarla a velocidad constante, se requiere de una fuerza que contrarreste el efecto de la generada por el campo eléctrico. Esta fuerzadeberá tener la misma magnitud que la primera, pero sentido contrario,, es decir:

Partiendo de la definición clásica de trabajo, en este caso se realizará un trabajo para trasladar la carga de un punto a otro. De tal forma que al producirse un pequeño desplazamiento dl se generará un trabajo dW.
Un electrón volt (eV) es la energía adquirida para un electrón al moverse a través de unadiferencia de potencial de 1V, 1 eV = 1,6x10^-19 J. Algunas veces se necesitan unidades mayores de energía, y se usan los kiloelectrón volts (keV), megaelectrón volts (MeV) y los gigaelectrón volts (GeV). (1 keV=10^3 eV, 1 MeV = 10^6 eV, y 1 GeV = 10^9 eV).

DIFERENCIA DE POTENCIAL EN UN CAMPO ELÉCTRICO UNIFORME
El trabajo hecho al llevar la carga de prueba de un punto A a un punto B es el mismo...