Potencial Electrico

Resumen “Potencial eléctrico”
Previo a darnos a la tarea de analizar el potencial eléctrico es importante y práctico recordar algunos conceptos ya antes vistos como son los siguientes
La ley de Coulomb nos describe la interacción entre dos cargas eléctricas del mismo o de distinto signo. La fuerza que ejerce la carga Q sobre otra carga q situada a una distancia r es.(Ec. 1)


Figura 1 (imagen perteneciente al artículo “campo y potencial eléctrico de una carga puntual” en la pagina http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/campo/campo.htm)Como se muestra en la figura 1 la fuerza F es repulsiva si las cargas son del mismo signo y es atractiva si las cargas son de signo contrario.
Campo eléctrico, podemos imaginar que cada uno de los cuerpos cargados modifica las propiedades del espacio que lo rodea con su sola presencia. Supongamos, que solamente está presente la carga Q, después de haberretirado la carga q del punto P. Se dice que la carga Q crea un campo eléctrico en el punto P. Al volver a poner la carga q en el punto P, cabe imaginar que la fuerza sobre esta carga la ejerce el campo eléctrico creado por la carga Q.
Cada punto P del espacio que rodea a la carga Q tiene una nueva propiedad, que se denomina campo eléctrico E que describiremos mediante una magnitud vectorial, que sedefine como la fuerza sobre la unidad de carga positiva imaginariamente situada en el punto P.


Figura 2, hemos dibujado el campo en el punto P producido por una carga Q positiva y negativa respectivamente. (Imagen perteneciente al artículo “campo y potencial eléctrico de una carga puntual” en la pagina http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/campo/campo.htm)De esta forma la expresión matemática del campo eléctrico será
(Ec 2)
Trabajo eléctrico y energía potencial
Considérese una carga puntual q en presencia de un campo eléctrico. La carga experimentará una fuerza eléctrica.( Ec 3)
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 fuerza deberá tener la misma magnitud que la primera, pero dirección contraria, es decir:(Ec 4)

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. Es importante resaltar que el trabajo será positivo o negativo dependiendo de cómo se realice el desplazamiento en relación con la fuerza . El trabajo queda,entonces, expresado como:
(Ec 5)
Nótese que en el caso de que la dirección en la cual se aplica la fuerza, coincida con la dirección del desplazamiento o sea el caso de fuerzas colineales y del mismo sentido (dado que a 0° el coseno del ángulo sería 1, sólo se debe multiplicar su componente en la dirección del movimiento (Observemos el caso de fuerzascolineales pero de sentido distinto, en cuyo caso se multiplicará por -1).
Será considerado trabajo positivo el realizado por un agente externo al sistema carga-campo que ocasione un cambio de posición y negativo aquél que realice el campo.Teniendo en cuenta la figura 3

figura 3 (figura tomada del articulo “potencial eléctrico de la pagina http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico)...