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
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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
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Superficies Equipotenciales
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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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