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Integrantes:Integrantes:
* Andrea Daly # 11* Andrea Daly # 11
* Alexandra Echenique #14* Alexandra Echenique #14
* Génesis Moniz #23 * Génesis Moniz #23
* Rosibel Mousali #28* Rosibel Mousali #28
* Dubraska Ramos #32 * Dubraska Ramos #32
Energía Potencial EléctricaPotencial Y Diferencia De
Potencial
1.- Energía Potencial Eléctrica
a)a) Carga eléctrica situada en un campo eléctrico uniformeCarga eléctrica situada en un campo eléctrico uniforme
La figura 57, representa un campo eléctrico uniforme formado por 2 placas conductoras “M” y “N” , de intensidad , con cargas iguales y signos contrarios.
Si dentro del campo colocamos una carga de prueba positiva q0 y la dejamos en libertad , el campo actúa sobre esta carga con una fuerza eléctrica
debido que es constante al igual que y la carga q0 adquiere una aceleración constante en el sentido del campo, podemos decir que su energía es cinética.
Se puede calcular el trabajo o fuerza que un posible agente externo necesitaría para desplazar la carga de un punto “A” a uno “B” , este trabajo es representado por la letra “W” y su formula es la siguiente: y conocemos que entonces podemos concluir que la formula para el trabajo es :
Para calcular la energía de potencial eléctrico representado por “U” se toma con respecto al lugar que se desplaza una carga eléctrica que sea nula, que llamaremos “r”, por lo tanto la formula seria :
E
EF
qe
.0
E
eF
)( ABAB rrFW eFF )(.0 ABAB rrEqW
rEqU ..0
1.- Energía Potencial Eléctrica
b) Carga situada en un campo eléctrico no uniformeb) Carga situada en un campo eléctrico no uniforme..
La fig. 59 representa un campo eléctrico no uniforme originado por una fuente puntual +q. Dentro del campo originado por esta carga colocamos una carga de prueba positiva +q₀. En este caso usamos la ley de coulomb:
Y para calcular el trabajo que realiza el agente externo en llevar la carga, usamos :
2.-Potencial Eléctrico
La energía potencial eléctrico esta formado por una carga puntual representada +q y una carga de prueba representado por la carga de prueba representado por +q0, que están a una distancia denominada con la letra “r” , ´por lo tanto la formula de ´potencial eléctrico “U” es igual a :
Esta energía se mide por el trabajo “W”, que es la fuerza que se necesita para desplazar una carga que esta en el infinito hasta la distancia r que esta dada entre +q y
+q0 , por lo tanto:
Dividiendo esto entre q0 obtiene:
El coeficiente entre W/ q0 , es igual a decir potencial eléctrica que se designa con la letra “V” por lo tanto :
El potencial eléctrico se define como una magnitud que se mide por el cociente entre el trabajo W que debe realizar un agente externo para desplazar una carga de prueba con rapidez constante desde el infinito hasta el punto considerado y el valor de dichas cargas.
r
qqKU
0..
r
qqKW
0..
r
qK
q
W .
0
r
qK
q
WV .
0
2.-Potencial Eléctrico
Cuando se tiene mas de una carga fuente que estén fijas en el espacio donde se encuentran y se quiere determinar el potencial resultante en un punto , debido a la distribución de las cargas, se deben seguir los siguientes pasos:
1) Se calcula de manera separada los potenciales de cada una de las cargas fuentes que se encuentra en el sistema.
2) Se efectúa la suma algebraica de los potenciales obtenidos.
3.-Diferencia de Potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico es una magnitud que se mide por el cociente entre el trabajo que debe realizar un agente externo para desplazar con rapidez constante entre duchos puntos una carga de prueba +q0 y el valor de dichas cargas.
Esto quiere decir:
Dividiendo entre q0:
Sabiendo que:
Entonces :
La expresión de denomina Diferencia de Potencial (d.d.p) entre los puntos B y A
ABW
)..
(.0AB
ABr
qK
r
qKqW
AB
AB
r
qK
r
qK
q
W ..
0
r
qKV
.
AAB
VVq
WB
0
AVVB
3.-Diferencia de Potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico es una magnitud que se mide por el cociente entre el trabajo que debe realizar un agente externo para desplazar con rapidez constante entre duchos puntos una carga de prueba +q0 y el valor de dichas cargas.
Esto quiere decir:
Dividiendo entre q0:
Sabiendo que:
Entonces :
La expresión de denomina Diferencia de Potencial (d.d.p) entre los puntos B y A
ABW
)..
(.0AB
ABr
qK
r
qKqW
AB
AB
r
qK
r
qK
q
W ..
0
r
qKV
.
AAB
VVq
WB
0
AVVB
4.-Unidades De Diferencia de Potencial
En el Sistema Internacional (S.I.) la unidad de trabajo es Joule (J) y la unidad de carga es el Coulomb (C). Por consiguiente, si en la ecuación de d.d.p, el trabajo esta en Joules y la carga en Coulomb , se dará una nueva unidad denominada Volt (V), es decir:
Un Volt es la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico cuando un agente externo realiza el trabajo de un Joule para transportar con rapidez constante la carga de un Coulomb entre dichos puntos.
)(1
Joules(J) 1Volt(V) 1
CCoulomb
5.-Electrón-Volt
.Sabemos que: , Lo cual implica que: . Si en esta ecuación se toma como unidad de carga eléctrica la carga de un electrón que es e= 1,6x10-19 C y como unidad de diferencia de potencial 1 volt, el trabajo puede expresarse en electrón ∙ volt (e ∙ V)
1 e ∙ V= 1.6x10-19C ∙ 1 Volt.
O sea que:
1 e ∙ V= 1.6x10-19C ∙ 1 . Y al final:1e∙V=1.6x10-19 Joules
6.- Propiedades de la diferencia de potencial
1. La d.d.dp es una magnitud escalar, pues en la ecuación , el trabajo W y la carga q₀ son escalares.
2. La d.d.p. es independiente de la trayectoria seguida por la carga de prueba q₀ , dependiendo únicamente de la posición inicial y la posición final.
6. Propiedades de la diferencia de potencial.
1. La d.d.dp es una magnitud escalar, pues en la ecuación , el trabajo Wab y la carga q₀ son escalares.
2. La d.d.p. es independiente de la trayectoria seguida por la carga de prueba q₀ , dependiendo únicamente de la posición inicial y la posición final.
7. Superficies equipotenciales.
Una superficie equipotencial es aquella en la cual todos sus puntos tienen el mismo potencial eléctrico, por lo que el trabajo realizado para transportar una carga eléctrica de un punto a otro sobre dicha superficie es nulo.
. Si significa que Vb = Va ( por ser equipotencial)
8. Diferencia de potencial e intensidad de campo eléctrico.
En un campo eléctrico uniforme originado por dos placas metálicas y paralelas con cargas iguales de signo contrario , la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera tomados uno sobre cada placa es igual al producto del módulo E de la intensidad del campo por la separación d entre las placas.