INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS N 1

GONZALO VAZQUEZ VELA

Trabajo de Investigacion de Potencial Electrico.

Profesora.

Alumnos. Snchez Jurez Miguel ngel Lpez Snchez Carlos Alberto . .

Grupo. 5IM31

DEFINICION DE POTENCIAL ELECRTICO.

La nocin depotencialpuede utilizarse de diversas formas. Como adjetivo, refiere a algo que tienepotencia,virtudesopoder. Potencial tambin puede ser un tipo de magnitud que indica cambios en otras magnitudes distintas.Elctrico, por su parte, es algo que dispone o transmiteelectricidad, o que logra funcionar gracias a ella.Se conoce comopotencial elctricoaltrabajoque un campo electrosttico tiene que llevar a cabo para movilizar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial elctrico.Cabe mencionar que no se debe confundir este concepto con el de energa potencial elctrica, aunque ambos estn relacionados en algunos casos, ya que este ltimo es la energa que tiene un sistema de cargas elctricas de acuerdo con su posicin.

EN OTRAS PALABRAS EL POTENCIAL ELECTRICO ES

El potencial elctrico o potencial electrosttico en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrosttico para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza elctrica a velocidad constante. Matemticamente se expresa por:

SUS PRINCIPALES CARACTERISTICAS SONLa energa potencial aumenta siempre que una carga positiva se mueva en contra del campo elctrico. La energa potencial disminuye siempre que una carga negativa se mueva en contra del campo elctrico.Si introducimos una carga q' en el seno de un campo elctrico, la carga sufrir la accin de una fuerza elctrica y como consecuencia de esto, adquirir cierta energa potencial elctrica (tambin conocida como energa potencial electrosttica). Si lo vemos desde una perspectiva ms simple, podemos pensar que el campo elctrico crea un rea de influencia donde cada uno de sus puntos tienen la propiedad de poder conferir una energa potencial a cualquier carga que se site en su interior.

A partir de este razonamiento, se establece una nueva magnitud escalar propia de los campos elctricos denominada potencial elctrico y que representa la energa potencial electrosttica que adquiere una unidad de carga positiva si la situamos en dicho punto.Potencial elctrico creado por una carga puntualUna nica carga q es capaz de crear un campo elctrico a su alrededor. Si en dicho campo introducimos una carga testigoq'entonces, atendiendo a la definicin de energa potencial elctrica de dos cargas puntuales:V=Epq'=Kqq'rq'V=KqrEl potencial elctrico del campo elctrico creado por una carga puntualqse obtiene por medio de la siguiente expresin:V=Kqrdonde: V es el potencial elctrico en un punto. K es la constante de la ley de Coulomb. q es la carga puntual que crea el campo elctrico. r es la distancia entre la carga y el punto donde medimos el potencial.Si observas detenidamente la expresin puedes darte cuenta de que: Si la cargaqes positiva, la energia potencial es positiva y el potencial elctrico V es positivo. Si la cargaqes negativa, la energa el potencial es negativa y el potencial elctrico V es negativo. Si no existe carga, la energa potencial y el potencial elctrico es nulo. El potencial elctrico no depende de la carga testigo q' que introducimos para medirlo.EJEMPLOCul es el potencial elctrico creado por una carga puntual de -2 mC en un punto situado a 5 metros de ella en el vaco?Datosq = -2mC = -2 10-3 Cr = 5 mK = 9109 Nm2/C2ResolucinAplicando la expresin del potencial creado por una carga puntual, el potencial elctrico en cualquier punto situado a 5 m de la carga es:V=KqrV=910921035 V=3600000 V

Potencial elctrico creado por varias cargas puntuales.Si el campo elctrico es creado por varias cargas puntuales, el potencial elctrico en un punto sigue el principio de superposicin:El potencial elctrico originado por n cargas puntuales en un punto de un campo elctrico es la suma escalar de los potenciales elctricos en dicho punto creados por cada una de las cargas por separado.Cargas Puntuales MltiplesEl potencial elctrico (voltaje) producido por cualquier nmero de cargas puntuales en cualquier punto del espacio, se puede calcular a partir de laexpresin de carga puntualmediante su simple suma, ya que el voltaje es una cantidad escalar. El potencial de unadistribucin de cargas continuase puede obtener sumando las contribuciones de cada punto de la fuente de cargas.El clculo del potencial es inherentemente mas simple que la suma vectorial requerida en el clculo delcampo elctrico.El campo elctrico exterior a una distribucin de cargas simtrica esfricamente, es idntico al de una carga puntual, segn se puede mostrar por laley de Gauss. De modo que el potencial exterior a una distribucin de cargas esfrica es idntico al de una carga puntual.

POTENCIAL ELECTRICO DENTRO DE UN CAMPO ELECTRICO.Si introducimos una carga q' en el seno de uncampo elctrico,la cargasufrir la accin de unafuerza elctricay como consecuencia de esto, adquirir cierta energa potencial elctrica (tambin conocida comoenerga potencial electrosttica). Si lo vemos desde una perspectiva ms simple, podemos pensar que elcampo elctrico crea un rea de influenciadonde cada uno de sus puntos tienen la propiedad de poderconferir una energa potenciala cualquier carga que se site en su interior.A partir de este razonamiento, se establece una nueva magnitud escalar propia de los campos elctricos denominada potencial elctricoy que representa la energa potencial electrosttica que adquiere una unidad de carga positiva si la situamos en dicho punto. DIFERENCIA DE POTENCIAL ELECTRICO (D.P.E)

Si se tiene una carga de prueba positiva (a la que denominaremosq sub cero) con uncampoelctrico, y la misma se mueve desde un puntoAa un puntoB, manteniendo sin excepcin el equilibrio, entonces el trabajo que tiene que realizar el agente que traslada la carga se debe medir con la frmula que se aprecia en la imagen, la cual se denominadiferencia de potencial elctrico.Dicho trabajo (W sub AB) puede tener unvalornegativo, positivo o nulo, y el potencial elctrico correspondiente aBser menor, mayor o igual respectivamente al potencial deA. Segn el SistemaInternacionalde Unidades (SI), al cual respondentodoslos pases del mundo menos Estados Unidos, Liberia y Birmania, la diferencia de potencial elctrico se debe representar conJoule / Coulomb, lo cual equivale a 1voltio.La energa que se adquiere para unelectrnque se traslada a lo largo de una diferencia de potencial elctrico de 1 voltio se denominaelectronvoltio(eV). Cuando se vuelven necesarias unidades msgrandesde energa es posible aprovechar elkiloelectronvoltio, elmegaelectronvoltioo elgigaelectronvoltio.Si se aplica dicha definicin a lateorade circuitos es posible sealar que el potencial elctrico en un punto no es otra cosa que la energa de cada unidad de carga en el momento en el cual atraviesa dicho punto del circuito. Por lo tanto, si la unidad de carga pasa por un circuito y se constituye en corriente elctrica, pierde poco a poco su energa.

POTENCIAL ELECTRICO EN CASCARON ESFERICO.EJEMPLOCascarones esfricos:En el centro de un cascarn esfrico, metlico, de radio interior R1 y externo R2 se encuentra una carga elctrica puntual positiva, Q. La superficie exterior est unida electricamente a tierra, calcular:A) la intensidad del campo elctrico en puntos situados a una distancia r del centro en los supuestos:1) r