Capítulo 3 y 4
Potencial
eléctrico
Debido a
Cargas puntuales
Para una carga
Potencial a cualquier
distancia r desde la carga
Para dos o más cargas
Se obtiene mediante la aplicación
del principio de superposición
Energía potencial eléctrica
si las cargas son del mismo signo
si las cargas son del signo opuesto
Distribuciones
continuas de carga
se puede calcular utilizando
Para obtener el
Campo Eléctrico
Como una función de las tres
coordenadas espaciales
En relación con el
Potencial Eléctrico
Producido por
Un dipolo eléctrico
Momento del dipolo eléctrico
Energía potencial de un dipolo
en un Campo Eléctrico
Una carga puntual
Un plano infinito de carga
Definido como
Cantidad física que depende sólo de la distribución de carga fuente
Ésta tiene un valor en cada uno de los puntos de un campo eléctrico
Dado por la división entre energía potencial y la carga
Es una cantidad escalar.
Diferencia de potencial
Definido por el cambio de U en el sistema al mover una carga q entre los puntos.
Existe únicamente por una carga fuente
y depende sólo de la distribución de carga fuente
Trabajo realizado por un agente externo al desplazar una carga q a través de un campo eléctrico con una velocidad constante
Diferencias de potencial en un
campo eléctrico uniforme
el signo es determinado por la dirección de desplazamiento.
Cuando el vector s no es paralelo
a las líneas de campo
Cuando el vector s es paralelo
a las líneas de campo
Conductores en equilibrio
electrostático
En un conductor de forma irregular, la densidad de carga superficial es máxima en aquellos puntos donde el radio de curvatura de la superficie es menor
si el conductor es
sólido o hueco
Cavidad en un conductor
Se cumple que para cada
punto las líneas de Campo
Eléctrico son perpendiculares
a las superficies equipotenciales
Capacitancia y materiales
dieléctricos
Capacitancia
Definida como
Siempre es positivo
Unidades
Formado por dos conductores
Para placas
paralelas
Es proporcional al área de sus placas
e inversamente proporcional a la
separación de las placas.
Para una esfera con
carga y aislada
Capacitores
Combinaciones en
circuitos
En paralelo
La capacitancia equivalente es la suma de las individuales y es mayor que cualquiera por separado
En serie
El inverso de la capacitancia equivalente es igual a la suma de los inversos de las capacitancias individuales y siempre es menor que cualquiera de las capacitancias individuales incluidas en la combinación
Energía potencial
eléctrica
Ecuación de la energía almacenada en un capacitor
cargado
Densidad de energía en un
Campo Eléctrico
Hechos con material
dieléctrico
Un dieléctrico es un
material no conductor
La capacitancia de un capacitor
lleno con un material que tiene
una constante dieléctrica k
Ventajas
Proporciona un posible soporte mecánico entre las placas
Incrementa el voltaje máximo de operación.
Incrementa la capacitancia