3. ENERGÍA POTENCIAL ELECTROSTÁTICA

Energía potencial eléctricaEs la energía que tiene una carga por estar en presencia de otra u otrasCaracterísticasEp = 0 en el infinito

Las fuerzas serán de repulsiónSi las cargas se separan el trabajo realizado por el campo será positivoLa variación de energía potencial del sistema será negativa y eso supone que al final tiene menos energía potencial que al principio. W>0 ; - (∆Ep)>0∆Ep < 0 —> Epf < EpoEl sistema puede ceder energía a otro sistema o aumentar él mismo otro tipo de energía; por ejemplo, aumentar su energía cinética.

Las fuerzas serán de atracciónSi las cargas se separan el trabajo realizado por el campo será negativoLa variación de energía potencial del sistema será positiva y eso supone que al energía final tiene mas energía potencial que al principio.W < 0 ; - (∆Ep) < 0∆Ep > 0 —> Epf > EpoEl sistema puede ganar energía de otro sistema o disminuir él mismo otro tipo de energía; por ejemplo, disminuir su energía cinética.

Solución

Características de las superficies equipotencialesEl trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una superficie equipotencial es ceroW A->B = q(VA - VB) = 0 ya que VA = VBNo se pueden cortar qoeque si lo hacen eso supone que en un mismo punto hay dos valores diferentes de potencial y no es posibleSon perpendiculares a las líneas del campo eléctrico y el campo tiene sentido hacia potencias decrecientesSi el campo lo crea una sola carga, las superficies equipotenciales son esfereas concéntricas, con centro en la carga puntualCuanto más intenso es el campo, las superficies se encuentran más próximas

El trabajo en un campo conservativa

La primera permite pasar de la descripción vectorial a la descripción escalar del campo si conocemos la intensidad de campo a lo largo de la trayectoria AB. La segunda permite calcular el trabajo realizado por la fuerza del campo sobre un cuerpo de carga q de una forma muy sencilla si conocemos la diferencia de potencial entre los puntos A y B.

SimulaciónCalcula los valores de los potenciales en dos puntos A y B situados a 10 cm y 15 cm respectivamente.a) Con una carga positivab) Con una carga negativaQue relación existe entre el sentido del campo y la variación de potencial

Solución

Solución

Solución

El potencial eléctrico (V) en un punto se define como la energía potencial eléctrica por unidad de carga en dicho punto. Tomamos el origen del potencial el infinito, por tanto, V = 0 en el infinito.UnidadesDada la relación que hay entre la diferencia de potencial y la intensidad de campo eléctrico, podemos utilizar como unidad de la intensidad de campo eléctrico el voltio/metro, además de la que podríamos llamar su unidad propia (la que se deriva de su definición), que es el newton/culombio. En la práctica se emplea con frecuencia el V/m, ya que existen aparatos, los voltímetros, que permiten medir con relativa facilidad la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.

Hemos utilizado el criterio de que la energía potencial del sistema es nula cuan-do las dos cargas están separadas una distancia infinita. Si ambas cargas son del mismosigno, al acercarse aumentaría la energía potencial eléctrica del sistema mientras que sison de distinto signo, al acercarse disminuiría la energía pote