Potencial Electrico-Resumen
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Capitulo 4Potencial Elctrico
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Energa Potencial ElctricaCuando la Fuerza es conservativa, el trabajo realizado por la fuerza F, puede ser expresado en trminos de la energa potencial U:
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Energa Potencial ElctricaTrabajo, energa potencial y conservacin de la energa fue estudiado en mecnicaCuando una fuerza F acta sobre una partcula que se mueve del punto a al b, el trabajo es dado por la integral de linea:
Donde ds es desplazamiento infinitesimal tangente a la trayectoria
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Energa Potencial ElctricaCuando una carga de prueba es colocada en un campo electrico, esta experimenta una fuerza : F = qoELa fuerza es conservativaConsideremos una carga qo que se mueve en un campo elctrico de a - b
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Energa Potencial ElctricaEl trabajo realizado por el campo elctrico es WA-B = F.ds = qoE.dsComo el trabajo es realizado por el campo E, el cambio en la energa potencial del sistema Campo-carga es: WA-B = -Uba = qoE.dsPara un desplazamiento finito ds de la carga de A a B,
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Potencial Elctricoel potencial elctrico es definido como la energa potencial por unidad de carga,
El potencial elctrico es independiente de qo
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Potencial elctrico.El potencial elctrico es una cantidad escalarComo la partcula cargada se mueve en un campo elctrico , esta experimenta una diferencia de potencial :
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Unidades1 V = 1 J/CV es el VoltioSe realiza 1 Joule de trabajo para desplazar 1C de carga a travs de una diferencia de potencial de 1VTambin: 1 N/C = 1 V/m
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Diferencia de Potencial en un campo uniformeConsideremos una carga qo dentro de un campo elctrico uniforme
Diferencia de Potencial en un campo uniformeLa ecuacin para potencial elctrico en un campo elctrico uniforme es :
El signo negativo indica que el potencial elctrico en el punto B es menor al del punto A
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Energa y direccin del campo elctricoCuando el campo elctrico es dirigido hacia abajo el punto B tiene menor energa que el punto ALas lneas de campo elctrico siempre apuntan en direccin del decremento del potencial elctrico
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Energa y direccin del campo elctricoUn sistema que consiste de una carga positiva y un campo elctrico, pierde energa potencial elctrica, cuando la carga se mueve en la direccin del campoLa partcula cargada gana energa cintica igual a la energa potencial perdida por sistema campo- carga
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Superficies EquipotencialesEn punto B tiene un potencial menor que el punto AEl punto B y C estn al mismo potencialSuperficie equipotencial es alguna superficie constituida por una distribucin continua de puntos que tiene el mismo potencial elctrico.
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Superficies Equipotenciales
Las superficies equipotenciales siempre deben ser perpendiculares a las lneas de campo elctricoEl valor de Potencial elctrico en todos los puntos de una superficie equipotencial son iguales
Superficies Equipotenciales
Potencial elctrico debido a cargas puntualesEl potencial elctrico es independiente del camino entre los puntos A y BEs costumbre escoger un potencial de referencia de V = 0 en rA = Entonces, el potencial en algn punto r es:
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Potencial elctrico debido a cargas puntualesUna carga puntual positiva produce un campo dirigido hacia afueraLa diferencia de potencial entre los puntos A y B es:
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Potencial Elctrico debido a mltiples cargasEl potencial elctrico debido a varias cargas puntuales es la suma de los potenciales debido a cada carga individualLa suma es una suma algebraica:
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Energa Potencial de mltiples cargasConsideremos dos partculas cargadas La energa potencial del sistema es:
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Determinacion de E a partir de VConsideremos, primero, que E tiene solo una componente x
Similar tratamiento se aplica para las componentes y y z.
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Potencial elctrico para distribucin de cargas continuasConsidere una carga elemental dq
El potencial en algn punto debido a esta elemento de carga es
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Potencial elctrico para distribucin de cargas continuas.Para encontrar el potencial total ,debemos integrar para incluir la contribucin de todos los elementos:
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V for a Uniformly Charged RingP is located on the perpendicular central axis of the uniformly charged ring The ring has a radius a and a total charge Q
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V for a Uniformly Charged DiskThe ring has a radius a and surface charge density of
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V for a Finite Line of ChargeA rod of line has a total charge of Q and a linear charge density of
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V for a Uniformly Charged SphereA solid sphere of radius R and total charge QFor r > R, For r = R,
For r < R,
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