Chapter 23
Propósitos del Capítulo 23: Aprender
•
¿Qué es potencial eléctrico y cómo se calcula?.
•
Establecer la relación entre potencial eléctrico y
energía potencial eléctrica y cómo se calcula
ésta última.
•
Usar superficies equipotenciales para entender
el potencial eléctrico.
•
Calcular campo eléctrico a partir del potencial
eléctrico.
Introducción
• Cómo es el potencial elétrico relacionado con la soldadura? • La energia potencial eléctrica
hace parte de nuestra sociedad tecnológica.
• ¿Cuál es la diferencia entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica?.
Energía potencial eléctrica en un campo electrico uniforme
•
El comportamiento de una carga puntual en un
campo eléctrico uniforme, es análogo al movimiento
de un pelota, en un campo gravitacional uniforme,
(ver figuras 23.1 y 23.2) .
Energía potencial eléctrica en un campo electrico uniforme
En uns sistema conservativo ΔE= 0 por tanto, Δug + ΔEk = 0 ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL ENERGIA POTENCIAL ELÉCTRICA Ug_=m (gh) ΔUg = m (ΔVg) = m(Vgf – m Vgi) ΔUg = m(ghf – ghi) Ue = q (V) Δue = q (ΔV) = q(Vb – Va)
Es la energía de interacción entre dos cuerpos cargados y sus unidades son Joules. Como toda carga produce a su alrededor potencial eléctrico V, cuando otra carga se para en un punto p adquiere energía potencial eléctrica dada por.
Movimiento de una carga positiva en un E uniforme
•
Si una carga positiva se mueve en la dirección del
campo, la energía potencial decrece, pero si se
mueve en dirección opuesta al campo, la energía
potencial aumenta, (ver figure 23.3).
Movimiento de una carga negativa en un E uniforme
• Si una carga negativa se mueve en la dirección del campo, la energía potencial aumenta, pero si se mueve en dirección opuesta al campo la energía potencial disminuye, (ver figure 23.4).
Energía Potencial Eléctria de dos Cargas Puntuales
• Movimiento de una carga de prueba (q0 ), cerca de otra carga puntual
• La diferencia de potencial eléctrico es la misma, si q0 se mueve en línea recta (figrra de la Izquierda), o en una trayectoria arbitraia (figura de la derecha).
Graficas de Energía Potencial
•
El signo de la Energía
potencial, depende de los
signos de las dos cargas,
(ver figure 23.7)
Potencial Eléctrico de varias cargas puntuales
• El potencial eléctrico (V) es una magnitud escalar y
cumple con el principio de superposición, esto es, en un punto p del espacio, en el cual hay varias cargas,
potencial neto es la suma de los potenciales producidos por cada carga
• Follow the derivation in the text of the formula for the total potential energy U.
Potencial eléctrico
• Potencial eléctrico es energia potencia por unidad de carga. Fisicamente sólo se puede medir la diferencia de potencial eléctrico , (Vab = Va – Vb) .
• Se puede decir también que la diferencia de potencial elécrico es:
El trabajo hecho por la fuerza eléctrica cuando una unidad de carga se mueve desde a hasta b.
El trabajo que debe ser hecho para mover una unidad de carga desde b hacia a, en contra de la fuerza
Hallar Potencial Eléctrico a partir del campo Eléctrico
• El potencial eléctrico generado por una carga puntual positiva,
decrece en la misma dirección del campo eléctrico, e,
incrementa en dirección opuesta el campo.
• El potencial eléctrico generado por una carga puntual negativa,
decrece en la misma dirección del campo eléctrico, e,
Potential debido a dos cargas puntuales
• Follow Example 23.4 using Figure 23.13 at the right.
Calculando el potencial eléctrico por integración
• El ejemplo 23.6 muestra como encontrar el
potencial eléctrico por
Moving through a potential difference
• Example 23.7 combines electric potential with energy
Cálculo de Potencial Eléctrico de una esfera
• Read Problem-Solving Strategy 23.1.
• Follow Example 23.8
(a charged conducting sphere) using Figure 23.16 at the right.
Placas Planas Paralelas con cargas de signo contrario
Una línea infinita de carga, o conductor ciliindrico
Potencial de un aro cargado
Una línea infinita de carga
Superficies Equipotenciales y líneas de campo Eléctrico
• Una superficie equipotencial es una superficie sobre la que el potencial eléctrico es la misma en cada punto .
• La figura 23.23 muestra las superficies equipotenciales y líneas de campo eléctrico para los conjuntos de cargas puntuales.
• Las líneas de campo y las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares entre sí .
Equipotenciales y conductores
• Cuando todos los cargas están en reposo : la superficie de un conductor es siempre una superficie equipotencial . Todo el volumen de un conductor sólido está al mismo potencial .
• El campo eléctrico afuera del conductor es siempre perpendicular a la superficie (véanse las figuras a continuación).
Gradiente de Potential
• Leer en el texto de la discusión del gradiente de potencial .
• El ejemplo 23.13 , (una carga puntual).
