Si estas interesado(a) en aprender sobre Potencial Eléctrico, haz llegado al lugar correcto, este es un tema que se deriva en física del campo electrostático, y muy puntualmente quiero que conozcas 6 preguntas que más se emplean en los ambientes de aprendizaje.
1. Potencial eléctrico, ¿En Física que Significa? 🎯
Se llama potencial eléctrico en un punto de un campo eléctrico al trabajo necesario para transportar una unidad de carga positiva desde fuera del campo hasta dicho punto.
Un ejemplo práctico sobre esta definición sería que consideremos el campo creado por un carga positiva como se muestra en la figura de abajo, por lo que si tratamos de introducir en el campo otra carga q0, ésta será repelida por una fuerza F y será necesario aplicar otra fuerza de la misma magnitud y sentido puesto -F para poderla desplazar.
Esto trae como consecuencia que debe realizarse un trabajo W sobre ella para lograr tal propósito.
2. Diferencia de potencial ¿Qué es? 📝
Un voltio es la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico cuando un agente externo realiza el trabajo de 1 joule para transportar la carga de 1 Coulomb entre dicho puntos.
Por lo que si el trabajo (W) lo expresamos en Joules y la carga (q0) la expresamos en Coulomb se obtiene una unidad llamada voltio.
Joule / Coulomb = Voltio.
En resumidas cuentas, la diferencia de potencial entre dos puntos A y B de un campo eléctrico, es el trabajo por unidad de carga que tiene que realizar un agente externo para llevar la unidad de carga positiva desde A hasta B sin que cambie la energía cinética.
De a cuerdo con el enunciado de la diferencia de potencial podemos conocer su ecuación de la siguiente forma:
VB – VA = WAB / q0
Muy bien compañero(a), ya que conoces la ecuación, esta se aplica en cualquier situación donde existan casos de campo electrostático.
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3. Potencial debido a una carga puntual
Una carga puntual produce a su alrededor y en cada punto del espacio un potencial eléctrico. Por lo que, aparece una ecuación del potencial en un punto debido a una carga q, situada una distancia «r», de un punto por tanto de puede calcular así:
4. Superficies Equipotenciales
Se llama superficie equipotencial a cualquier superficie que contiene una distribución continua de puntos que están al mismo potencial.
Te lo ejemplificamos así: Imagínate una carga Q y un punto p situado a la distancia «r» de la carga Q y sabiendo eso el esquema se vería así.
La ecuación que es necesaria para resolver el potencial eléctrico queda expresada de la siguiente forma:
5. Diferencia de Potencial en un campo eléctrico Uniforme
Consideremos dos placas paralelas entre las cuales existe un campo eléctrico uniforme dirigido desde un punto B con potencial VB, hasta un punto A con potencial VA, tal y como lo indica la figura, tal y como lo indica la figura.
La fuerza eléctrica dirigida hacia abajo, debe ser contrarrestada por otra fuerza de sentido opuesto, cuya magnitud viene dada por:
WAB = qo. E ——- (1)
El trabajo que se realiza para trasladar la carga desde A hasta B viene dado por:
WAB = F.d ———- (2)
WAB = qo.E.d ——— (3)
Por otra parte, la diferencia de potencial entre dichos puntos es:
VB-VA = WAB / q0 ——— (4)
Sustituyendo (3) en (4) nos queda que:
VB-VA = qo.E.d/qo (Simplificamos términos semejantes que es q0)
VB-VA = E.d
Esta expresión es válida sólo si el campo es uniforme. La diferencia de potencial entre las placas es igual al producto de la magnitud del campo (E) por la distancia (d) entre las placas.
6. ¿Qué es la energía potencial eléctrica?
Tomemos en cuenta para este caso dos cargas, una puntual q y otra carga qo, las cuales están separadas una distancia r, tal y como lo indica la imagen siguiente:
Si las cargas son de signos opuestos y deseamos aumentar la separación entre ellas, se debe realizar un trabajo positivo, en cambio si las cargas son del mismo signo se debe realizar un trabajo negativo.
La energía almacenada por éste trabajo en energía potencial eléctrica, la cual puede ser transformada en otras formas de energía. Si las cargas son de signos opuestos y se les deja libres, se desplazarán una hacia la otra, transformándose la energía potencial eléctrica almacenada en energía cinética de las masas en movimiento.
En resumen compañeros(as) la energía potencial eléctrica quedaría definida de la siguiente forma:
La energía potencial electrostática de un sistema de cargas puntuales es el trabajo necesario para trasladar las cargas desde una separación infinita hasta sus posiciones finales sin aceleración.
Finalmente la ecuación que viene definida para hallar el valor de la energía potencial queda resumida en la siguiente ecuación.
Muy bien amigos, hemos analizado 6 interrogantes sobre este interesante tema sobre el potencial eléctrico y como se comportan las cargas frente a un campo eléctrico uniforme, como en superficies equipotenciales.
Si quieres ver como se resuelven 2 ejercicios de Potencial Eléctrico te recomendamos ver el siguiente video tomado de Youtube del canal de Fabriz.
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