REPÚBLICA BOLIVARINA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MARACAY
LABORATORIO DE FÍSICA
POTENCIAL ELÉCTRICO
Docente:
Ing. Luis M. Alvarado
Autor:
Gallardo Carolina
Maracay, Noviembre de 2015.
ÍNDICE
I.
Introducción………………………………………………………..3
1. Potencial Eléctrico…………………………………………….4
2. Diferencia de Potencial y Potencial Eléctrico………………5
3.Diferencias de Potencial en un E uniforme…………………8
4. Superficies Equipotenciales…………………………………10
5. V y U debido a cargas puntuales……………………………10
6. Campo Eléctrico y Potencial Eléctrico……………………..12
7. V y U: distribuciones continuas de carga…………………..12
II.
Conclusiones………………………………………………………15
III.
Referencias Bibliográficas……………………………………….16
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INTRODUCCIÓN
El concepto de energía potencial fueintroducido en la física en
conexión con fuerzas conservativas tales como la fuerza gravitacional y la
fuerza elástica ejercida por un resorte.
Utilizando la ley de conservación de la energía se puede evitar el
utilizar directamente fuerzas para resolver diferentes problemas en mecánica
clásica.
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1. Potencial Eléctrico
El concepto de energía potencial también tiene una aplicación muyimportante en el estudio de la electricidad. Como la fuerza electrostática es
conservativa,
los
fenómenos
electrostáticos
pueden
describirse,
convenientemente, en términos de una energía potencial eléctrica.
Este concepto (energía potencial eléctrica) permite definir una
cantidad escalar conocida como potencial eléctrico. Debido a que el potencial
eléctrico en cualquier punto dentro de un campoeléctrico es una cantidad
escalar, se puede utilizar para describir fenómenos electrostáticos de manera
más simple que utilizando únicamente el campo eléctrico y fuerzas eléctricas.
De acuerdo con el principio de conservación de la energía, la pérdida
de energía potencial es igual a la ganancia de energía cinética (K + U = 0)
Según la mecánica clásica, si se levanta un objeto de masa m a unadistancia vertical h cerca de la superficie terrestre, el trabajo realizado (W =
F*d) se convierte en energía potencial (V = mgh) del sistema Tierra-masa. Si
se deja caer el objeto, la energía potencia se convierte en energía cinética
La fuerza eléctrica entre dos cargas está dirigida a lo largo de la línea
que una las dos cargas y depende del inverso del cuadrado de su distancia
de separación (igualque la fuerza gravitatoria entre dos masas). Igual que la
fuerza gravitatoria, la fuerza eléctrica es conservativa.
Consecuentemente, existe una función energía potencial asociada con
la fuerza eléctrica: la energía potencial asociada a una partícula en un campo
eléctrico es proporcional a la carga. La energía potencial por unidad de carga
se denomina potencial eléctrico.
El potencial eléctricose mide en voltios (1 V = 1J/C) y frecuentemente
se le llama voltaje.
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2. Diferencia de Potencial y Potencial Eléctrico
Cuando una fuerza conservativa F actúa sobre una partícula que
experimenta un desplazamiento dl, la variación de la función energía
potencial dU viene definida por:
Cuando una carga de prueba q0 se coloca en un campo eléctrico E
creado por alguna distribución de cargafuente, la fuerza eléctrica que actúa
sobre la carga de prueba es:
La fuerza q0E es conservativa debido a que la fuerza entre dos cargas,
descrita por la ley de Coulomb, es conservativa. Cuando la carga de prueba
se mueve dentro de un campo eléctrico debido a la acción de un agente
externo, el trabajo realizado por el campo eléctrico sobre la carga es igual al
negativo del trabajo realizado por elagente externo que provoca el
desplazamiento.
Esto es análogo con la situación de levantar un objeto con masa
dentro de un campo gravitacional: el trabajo realizado por el agente externo
es mgh y el trabajo realizado por la fuerza gravitacional es – mgh.
Cuando se analizan campos eléctricos y magnéticos es una práctica
común el utilizar la notación dl para representar un vector de desplazamiento…