UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL
DE LA AMAZONA.
FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS AMBIENTALES.
DEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL.
TRABAJO DE FISICA II
POTENCIAL ELECTRICO
DOCENTE: LIC. FIS JHONNY HARRIS PERELLO SARRIA
ESTUDIANTES: VIANCA GIARIRA SALDARRIAGA PAREDES
RUTH PAOLA SANTOS PAREDES
KELVIN FRANCO ALAVA NEYRA
CARRERA: INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
CICLO: III
YARINACOCHA- PER
2015
INDICE
1. INTRODUCCIN
2. DEFINICIN
3. UNIDADES DE POTENCIAL (SI)
4. CALCULO DEL POTENCIAL ELECTRICO
4.1 ENERGIA ELECTRICA Y POTENCIAL
4.2 POTENCIAL RESULTANTE
5. POTENCIAL PARA MULTIPLES CARGAS
6. DIFERENCIA DE POTENCIAL
7. PLACAS PARALELAS
8. DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE DOS LAMINAS PARALELAS CON CARGA
OPUESTA
9. CALCULO DE LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ELCTRICO EN UN CAMPO
ELCTRICO UNIFORME
10. OBSERVACIONES
11. BIBLIOGRAFIA
1. INTRODUCCIN
La energa potencial por unidad de carga se denomina potencial
elctrico. El potencial elctrico se mide en volts y frecuentemente
se llama voltaje. Si introducimos una carga q' en el seno de un
campo elctrico, la carga sufrir la accin de una fuerza elctrica y
como consecuencia de esto, adquirir cierta energa potencial
elctrica (tambin conocida como energa potencial electrosttica). Si
lo vemos desde una perspectiva ms simple, podemos pensar que el
campo elctrico crea un rea de influencia donde cada uno de sus
puntos tiene la propiedad de poder conferir una energa potencial a
cualquier carga que se site en su interior.
A partir de este razonamiento, se establece una nueva magnitud
escalar propia de los campos elctricos denominada potencial
elctrico y que representa la energa potencial electrosttica que
adquiere una unidad de carga positiva si la situamos en dicho
punto.
El Potencial Elctrico en un punto es el trabajo que debe
realizar una fuerza elctrica (ley de Coulomb) para mover una carga
unitaria q desde ese punto hasta el infinito, donde el potencial es
cero. Dicho de otra forma es el trabajo que debe realizar una
fuerza externa para traer una carga unitaria q desde el infinito
hasta el punto considerado en contra de la fuerza elctrica.
Y que cuando una carga de prueba positiva, la cual se puede
utilizar para hacer el mapa de un campo elctrico. Para tal carga de
prueba localizada a una distancia r de una carga q.
De manera equivalente, el potencial elctrico es = Trabajo
elctrico y energa potencial elctrica Considrese una carga puntual q
en presencia de un campo elctrico. La carga experimentar una fuerza
elctrica.
Ahora bien, si se pretende mantener la partcula en equilibrio, o
desplazarla a velocidad constante, se requiere de una fuerza que
contrarreste el efecto de la generada por el campo elctrico. Esta
fuerza deber tener la misma magnitud que la primera.
Partiendo de la definicin clsica de trabajo, en este caso se
realizar un trabajo para trasladar la carga de un punto a otro. De
tal forma que al producirse un pequeo desplazamiento dl se generar
un trabajo dW. Es importante resaltar que el trabajo ser positivo o
negativo dependiendo de cmo se realice el desplazamiento en relacin
con la fuerza.
Teniendo en cuanta que, en el caso de que la fuerza no est en la
direccin del desplazamiento, slo se debe multiplicar su componente
en la direccin del movimiento. Ser considerado trabajo positivo el
realizado por un agente externo al sistema carga-campo que ocasione
un cambio de posicin y negativo aqul que realice el campo.
Por otra parte, si el trabajo que se realiza en cualquier
trayectoria cerrada es igual a cero, entonces se dice que se est en
presencia de un campo elctrico conservativo.
2. DEFINICIN
El potencial elctrico es otra propiedad del espacio que permite
predecir la E.P. de cualquier carga q en un punto.
La fuerza elctrica es una fuerza conservativa, es decir, se le
puede asociar una energa potencial
Que el potencial en un punto sea de 12 V significa que
existiran12 J de energa por cada Coulomb de carga que se ubique en
dicho punto. El potencial elctrico es una magnitud escalar. Es
posible determinar el valor Potencial elctrico para cualquier
posicin dentro de un campo elctrico.
El potencial elctrico a una distancia r de una carga generadora
se puede obtener de la siguiente forma:
ANALIZANDO:
Se confirma que el potencial elctrico es independiente de la
carga de prueba
La importancia del potencial elctrico, es que permite asignarle
un valor a cualquier punto de un campo elctrico
Se puede hablar de potenciales elctricos en distintos lugares de
un campo elctrico, haya o no haya cargas que ocupen esos
lugares.
Las unidades son: joules por coulomb (J/C).
Por ejemplo, si el potencial es 400 J/C en el punto P, una carga
de 2 nC en dicho punto tendra E.P:
U = qV = (-2 x 10-9C)(400 J/C);
U = -800 nJ
3. UNIDAD SI DE POTENCIAL (VOLT)
De la definicin de potencial elctrico como E.P. por unidad de
carga, se ve que las unidades deben ser J/C. Esta unidad se
redefine como volt (V).
Un potencial de un volt en un punto dado significa que una carga
de un coulomb colocada en dicho punto experimentar una energa
potencial de un joule.
4. CLCULO DE POTENCIAL ELCTRICO
4..1 ENERGA ELCTRICA Y POTENCIAL
El potencial debido a una carga positiva es positivo; el
potencial debido a una carga negativa es negativo. (Use el signo de
la carga.)
4.2 POTENCIAL RESULTANTE
Se determina el potencial generado por cada carga: V1, V2 y
V3
Luego, se suman algebraicamente todos los potenciales.
EJEMPLO 4: Encuentre el potencial a una distancia de 6 cm de una
carga de 5 nC.
5. POTENCIAL PARA MLTIPLES CARGAS
El potencial elctrico V en la vecindad de algunas cargas es
igual a la suma algebraica de los potenciales debidos a cada
carga.
El potencial es + o con base en el signo de las cargas Q.
6. DIFERENCIA DE POTENCIAL
La diferencia de potencial entre dos puntos A y B es el trabajo
por unidad de carga positiva realizado por las fuerzas elctricas
para mover una pequea carga de prueba desde el punto de mayor
potencial al punto de menor potencial.
DIFERENCIA DE POTENCIAL: VAB = VA VB
TRABAJOAB = q(VA VB) Trabajo POR el campo E
Se pueden usar matemticamente los signos positivo y negativo de
las cargas para dar los signos adecuados.
Para mantener la diferencia de potencial constante, entre los
extremos de un conductor se recurre a dispositivos como pilas,
bateras, generadores.
De esta forma, se mantiene un flujo de cargas (corriente
elctrica) constante.
La diferencia de potencial entrega la energa necesaria para
desplazar a los electrones dentro de un circuito.
El agua fluye en el tubo debido a la diferencia de presin en los
extremos
La misin de la bomba es mantener esta diferencia de
presiones
La carga elctrica fluye en un conductor cuando los extremos de
este estn conectados a puntos a diferente presin elctrica
(voltaje)
La misin de la pila es mantener la diferencia de potencial
Tambin se tiene diferencia de potencia ddp en los siguientes
casos:
7. PLACAS PARALELAS
Considere dos placas paralelas de carga igual y opuesta,
separadas una distancia d.
Campo E constante: F = qE
Trabajo = Fd = (qE)d
Adems, Trabajo = q(VA VB)
VAB = Ed
La diferencia de potencial entre dos placas paralelas cargadas
opuestamente es el producto de E y d.
8. DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE DOS LAMINAS PARALELAS CON CARGA
OPUESTA
En el espacio que separa las placas se forma un campo elctrico
uniforme, dirigido desde la placa positiva hacia la placa
negativa.
9. CALCULO DE LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ELCTRICO EN UN CAMPO
ELCTRICO UNIFORME
10. OBSERVACIONES
De la expresin anterior obtenemos
Anteriormente se dijo que la unidad de medida para el campo
elctrico era (N/C). Pero esta expresin nos dice que tambin se puede
utilizar (Volt/metro)
Adems como el campo elctrico es constante, esto implica que la
diferencia de potencial y la distancia son directamente
proporcionales.
Manteniendo la distancia constante; mientras mayor sea la
intensidad del campo elctrico, mayor ser la diferencia de potencial
entre las placas V=Ed
11. BIBLIOGRAFIA
https://potencialelectrico.wordpress.com/conclusiones/
http://electricidadymagnetismo.weebly.com/uploads/2/0/6/9/20691542/potencial_elctrico.pdf
http://www.academica.mx/sites/default/files/adjuntos/20591/leydecoulomb-campo%20y%20potencial%20electrico(santiago).pdf
https://www.youtube.com/watch?v=mo4diDIA50Y
