Potencial Electrico

POTENCIAL ELÉCTRICO Y DIFERENCIA DE POTENCIAL
Cuando un cuerpo se eleva a una cierta altura h sobre el nivel del suelo, su energía potencial es positiva, pues al regresar a éste será capaz de realizar un trabajo equivalente a su energía potencial: T = Ep = mgh. Si el cuerpo se encuentra a una distancia h' bajo el nivel del suelo, su energía potencial será negativa, por que al bajar a ese puntocede energía y para subirlo se debe realizar un trabajo negativo cuyo valor será igual a:
-T= -Ep= -mgh
En general, cuando un cuerpo se encuentra dentro del campo gravitatorio terrestre tiene una energía potencial gravitatoria. Análogamente, una carga eléctrica situada dentro de un campo eléctrico tendrá una energía potencial eléctrica, pues la fuerza que ejerce el campo es capas de realizar untrabajo al mover la carga.
Toda carga eléctrica, positiva o negativa, posee una energía potencial eléctrica debido a su capacidad para realizar trabajo sobre otras cargas.
No obstante, existen muchos casos en los cuales esta regla no se cumple, por eso es preferible definir los potenciales positivo y negativo de la siguiente manera: un potencial es positivo si al conectar un cuerpo a la tierra,por medio de un conductor eléctrico, los electrones fluyen desde el suelo al cuerpo: y será negativo si al conectarlo a tierra los electrones fluyen en dirección inversa. En estas definiciones se considera que el potencial eléctrico de la Tierra es cero.
Una carga positiva dentro de un campo eléctrico tiene tendencia a desplazarse de los puntos donde el potencial eléctrico es mayor hacia lospuntos donde éste es menor. Si la carga es negativa la tendencia de su movimiento es de los puntos de menor a los de mayor potencial eléctrico.
Por definición: el potencial eléctrico V en cualquier punto de un campo eléctrico es igual al trabajo T que se necesita realizar para transportar a la unidad de carga positiva q desde el potencial cero hasta el punto considerado. Por tanto:
V = T … (1)
qDonde:
V = potencial eléctrico en el punto considerado medido en volts (V)
T = trabajo realizado en joules (J)
q = carga trasportada en coulombs (C)
El potencial eléctrico es una magnitud escalar como lo es cualquier clase de energía a diferencia del campo eléctrico que como vimos es una magnitud vectorial; se define también como la energía potencial que posee la unidad de carga eléctricapositiva en un punto determinado:
V = Ep … (2)
q
Donde:
V = potencial eléctrico en volts (V)
Ep= energía potencial en joules (J)
q = carga eléctrica n coulombs (C)
Al despejar la energía potencial de la ecuación 2 tenemos:
Ep = qV … (3)
Esta ecuación nos señala que la energía potencial es igual al producto de la carga eléctrica por el potencial eléctrico.
Determinación del valor del potencialeléctrico es un punto de una carga
El valor de la intensidad del campo eléctrico de la carga Q disminuye en relación inversa con el cuadro de la distancia y su valor en el punto 1 y 2 será igual a:
E1 = kQ …(4)
R21
E2 = kQ …(5)
Para calcular cual es el valor del potencial electrico V es cualquier punto que se encuentre a una distancia r de una carga Q, tenemos que de acuerdo con la ecuación2:
V = Ep … (2)
q
Al sustituir la ecuación 14 en la 2 nos queda:
…(15)
Por definición: una superficie equipotencial es aquella que resulta de la unión de todos los puntos de un campo eléctrico que se encuentra al mismo potencial eléctrico.
Las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares en todos sus puntos a las líneas de fuerza del campo eléctrico, por ello su forma dependerá dela del conductor. En el caso de una carga puntual o de un cuerpo esférico cargado, la forma de la superficie equipotencial será de esferas concéntricas de diferente radio.
Diferencia de potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera A y B es igual al trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas eléctricas al mover una carga de prueba desde el punto A al B, por...