Potencial Electrico

Trabajo PRÁCTICO
INVESTIGATIVO
Potencial Eléctrico

Profesor:
Ing. César Rotela

Alumnos:
José Enrique Carballo Ramírez
Cayo Daniel Barrios Villalba
Nelson Javier Velázquez Guzmán
Materia:
Física II

Semestre:
2do

2012

ÍNDICE DE CONTENIDOS

Introducción pág. 3

Potencial eléctrico-Concepto pág. 4

Trabajo eléctrico-Definición pág. 5-6

Diferencia de potencialeléctrico pág. 7-11

Ejemplos de potencial eléctrico pág. 12

Tipos de potencial eléctrico pág. 13-14

Conclusión pág. 15

Recomendaciones pág. 16

Bibliografía pág. 17


INTRODUCCIÓN

Potencial Eléctrico
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia, dividido por unidad de carga deprueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa por:

El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. Para cargas en movimiento debe recurrirsea los potenciales de Liénard-Wiechert para representar un campo electromagnético que además incorpore el efecto de retardo, ya que las perturbaciones del campo eléctrico no se pueden propagar más rápido que la velocidad de la luz. Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la cargadesde el exterior del campo hasta el punto considerado. La unidad del sistema internacional es el voltio(V). Todos los puntos de un campo eléctrico que tienen el mismo potencial forman una superficie equipotencial.

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

Estafuerza realizará un trabajo para trasladar la carga de un punto A a otro B, de tal forma que para producir un pequeño desplazamiento  la fuerza eléctrica hará un trabajo diferencial  expresado como:

Teniendo en cuenta la expresión:

Por lo tanto, integrando obtenemos que el trabajo total realizado por el campo eléctrico será:

En un caso concreto con un campo eléctrico definido: Sea una cargapuntual  que recorre una determinada trayectoria A - B en las inmediaciones de una carga  tal y como muestra la figura 1. Siendo  el desplazamiento infinitesimal de la carga  en la dirección radial, el trabajo diferencial  se puede expresar así:

Figura 1
Para calcular el trabajo total, se integra entre la posición inicial A, distante  de la carga  y la posición final B, distante  de la carga:De la expresión se concluye que el trabajo  no depende de la trayectoria seguida por la partícula, sólo depende de la posición inicial y final, lo cual implica que la fuerza eléctrica  es una fuerza conservativa. Por lo tanto se puede definir una energía potencial que permite calcular el trabajo más fácilmente:


El trabajo realizado por la fuerza eléctrica para desplazar una partículaentre A y B será:

Por convención, el nivel cero de energía potencial se suele establecer en el infinito, es decir, sólo si

Diferencia de potencial eléctrico
Considérese una carga de prueba positiva  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, la diferenciade potencial eléctrico se define como:

El trabajo  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 una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1...