قوانين potencial eléctrico
El potencial eléctrico (también llamado potencial de campo eléctrico, caída de potencial, el potencial electrostático) se define como la cantidad de energía de trabajo necesaria para mover una unidad de carga eléctrica desde un punto de referencia hasta el punto específico en un campo eléctrico. Más precisamente, es la energía por unidad de carga para una carga de prueba que es tan pequeña que la perturbación del campo considerado es despreciable. Además, se supone que el movimiento a través del campo se produce con una aceleración despreciable, para evitar que la carga de prueba adquiera energía cinética o produzca radiación. Por definición, el potencial eléctrico en el punto de referencia es de cero unidades. Normalmente, el punto de referencia es la tierra o un punto en el infinito, aunque se puede utilizar cualquier punto.
En la electrostática clásica, el campo electrostático es una cantidad vectorial que se expresa como el gradiente del potencial electrostático, que es una cantidad escalar denotada por V u ocasionalmente φ,[1] igual a la energía potencial eléctrica de cualquier partícula cargada en cualquier lugar (medida en julios) dividida por la carga de esa partícula (medida en culombios). Al dividir la carga de la partícula se obtiene un cociente que es una propiedad del propio campo eléctrico. En resumen, un potencial eléctrico es la energía potencial eléctrica por unidad de carga.
Energía potencial eléctrica
Este artículo trata sobre la magnitud física Energía potencial eléctrica. Para la energía eléctrica, véase Energía eléctrica. Para las fuentes de energía, véase Desarrollo de la energía. Para la generación de electricidad, véase Generación de electricidad.
La energía potencial eléctrica es una energía potencial (medida en julios) que resulta de las fuerzas conservativas de Coulomb y está asociada a la configuración de un conjunto particular de cargas puntuales dentro de un sistema definido. Un objeto puede tener energía potencial eléctrica en virtud de dos elementos clave: su propia carga eléctrica y su posición relativa con respecto a otros objetos cargados eléctricamente.
El término “energía potencial eléctrica” se utiliza para describir la energía potencial en sistemas con campos eléctricos variables en el tiempo, mientras que el término “energía potencial electrostática” se utiliza para describir la energía potencial en sistemas con campos eléctricos invariables en el tiempo.
La energía potencial eléctrica de un sistema de cargas puntuales se define como el trabajo necesario para reunir este sistema de cargas acercándolas, como en el sistema de una distancia infinita. Alternativamente, la energía potencial eléctrica de cualquier carga o sistema de cargas se denomina como el trabajo total realizado por un agente externo para llevar la carga o el sistema de cargas desde el infinito hasta la configuración actual sin sufrir ninguna aceleración.
Unidad de potencial eléctrico
Este artículo trata sobre la magnitud física Energía potencial eléctrica. Para la energía eléctrica, véase Energía eléctrica. Para las fuentes de energía, véase Desarrollo de la energía. Para la generación de electricidad, véase Generación de electricidad.
La energía potencial eléctrica es una energía potencial (medida en julios) que resulta de las fuerzas conservativas de Coulomb y está asociada a la configuración de un conjunto particular de cargas puntuales dentro de un sistema definido. Un objeto puede tener energía potencial eléctrica en virtud de dos elementos clave: su propia carga eléctrica y su posición relativa con respecto a otros objetos cargados eléctricamente.
El término “energía potencial eléctrica” se utiliza para describir la energía potencial en sistemas con campos eléctricos variables en el tiempo, mientras que el término “energía potencial electrostática” se utiliza para describir la energía potencial en sistemas con campos eléctricos invariables en el tiempo.
La energía potencial eléctrica de un sistema de cargas puntuales se define como el trabajo necesario para reunir este sistema de cargas acercándolas, como en el sistema de una distancia infinita. Alternativamente, la energía potencial eléctrica de cualquier carga o sistema de cargas se denomina como el trabajo total realizado por un agente externo para llevar la carga o el sistema de cargas desde el infinito hasta la configuración actual sin sufrir ninguna aceleración.
تعريف diferencia de potencial
Cuando una carga positiva libre q es acelerada por un campo eléctrico, recibe energía cinética ((Figura)). El proceso es análogo al de un objeto que es acelerado por un campo gravitatorio, como si la carga bajara por una colina eléctrica donde su energía potencial eléctrica se convierte en energía cinética, aunque, por supuesto, las fuentes de las fuerzas son muy diferentes. Exploremos el trabajo realizado sobre una carga q por el campo eléctrico en este proceso, para poder desarrollar una definición de energía potencial eléctrica.
Una carga acelerada por un campo eléctrico es análoga a una masa que baja una colina. En ambos casos, la energía potencial disminuye a medida que aumenta la energía cinética, . El trabajo lo realiza una fuerza, pero como esta fuerza es conservativa, podemos escribir .
La fuerza electrostática o de Coulomb es conservativa, lo que significa que el trabajo realizado sobre q es independiente del camino recorrido, como demostraremos más adelante. Esto es exactamente análogo a la fuerza gravitatoria. Cuando una fuerza es conservativa, es posible definir una energía potencial asociada a la fuerza. Suele ser más fácil trabajar con la energía potencial (porque sólo depende de la posición) que calcular el trabajo directamente.