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PARTE I) ELECTROSTÁTICA

Departamento de Electrónica y Sistemas

1)  Energía potencial eléctrica

2)  Potencial eléctrico

3)  Diferencia de potencial

4)  Relación entre campo y potencial

5)  Superficies equipotenciales

Tema 4) Potencial eléctrico

TEMA 4) Potencial eléctrico



•  Energía de un cuerpo cargado en el interior de un campo de acuerdo a su posición

•  Trabajo externo que ha de realizarse contra el campo para trasladarlo hasta la posición que ocupa desde un punto de energía potencial nula (campo eléctrico conservaRvo)

•  Energía potencial de una distribución de cargas: principio de superposición


•  Fuerza sobre q:

•  Fuerza externa:

•  Trabajo instantáneo:


Q

q

A

B

rA

rB

r

•  Trabajo total desde A hasta B


No depende del camino elegido: campo eléctrico conservativo

•  Trabajo realizado sobre una trayectoria cerrada

•  Trabajo se invierte en modificar energía potencial

•  Energía potencial de una carga q en un punto


•  Aplicando principio de superposición


•  Energía potencial por unidad de carga

•  Campo escalar

•  Unidad SI: VolRo (V) = J/C



Distribución lineal:

Distribución superficial:

Distribución volumétrica:

r es la distacia desde dq hasta el punto donde se evalúa el potencial

•  Representa el trabajo por unidad de carga en contra de campo para ir de un punto a otro

•  Podemos definir el potencial absoluto de un punto como

•  Si además el campo es radial


•  Consideremos campo uniforme dirigido en el eje x


A B

y

x

d

1.  En un sistema de tres cargas puntuales, qa = 3 μC, qb = -‐51 μC, qc = 47 μC, referenciado sobre unos ejes cartesianos con escala en mm, a través de los puntos a=(0,0), b=(0,93) y c=(93,0), determinar el potencial en p=(93,93)

2.  Potencial creado por un anillo de radio a cargado uniformemente con carga total Q, en los puntos de su eje A)  A parRr de la distribución de carga

B)  A parRr del campo eléctrico


3.  Potencial creado por un disco de radio a cargado uniformemente con densidad superficial σ, en los puntos de su eje A)  A parRr de la distribución de carga

B)  A parRr del campo eléctrico

4.  Potencial creado por una esfera dieléctrica de permiRvidad ε y radio a uniformemente cargada en volumen con carga total Q

A.  En su exterior

B.  En su interior


•  Obtención del campo a parRr del potencial


1.  Campo eléctrico en el eje de un anillo de radio a cargado uniformemente con carga total Q, a parRr del potencial eléctrico

2.  Campo eléctrico en el eje de un disco de radio a cargado uniformemente con densidad superficial σ, a parRr del potencial eléctrico

3.  Campo eléctrico producido por una esfera dieléctrica de permiRvidad ε y radio a uniformemente cargada en volumen con carga total Q, a parRr del potencial eléctrico.

A)  En su exterior

B)  En su interior


•  Aquéllas en las que el potencial es constante •  Trabajo para mover una carga sobre una superficie equipotencial es nulo ya que

•  Líneas de campo perpendiculares a la superficies equipotenciales que cruzan


A

B

q

•  Campo uniforme y constante

→ Planos equiespaciados

•  Campo creado por carga puntual

→ Esferas concéntricas centradas en la carga


V1 V2 V3 V4 V5 V6

V1 V2

V3

•  Campo en el interior

•  Potencial en el interior constante

•  Su superficie es una superficie equipotencial

•  Campo es perpendicular a la superficie


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