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Capitulo 4 Potencial Eléctrico

Potencial Electrico-Resumen

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fisica universitaria

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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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