Potencial eléctrico

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.

O potencial eléctrico (V) nun punto é o traballo que se debe realizar para mover unha carga eléctrica unitaria q desde ese punto até o infinito, onde o potencial é cero. Dito doutra forma é o traballo que debe realizar unha forza externa para traer unha carga unitaria q desde o infinito ata o punto considerado en contra da forza eléctrica.

Matematicamente exprésase por:

V = \frac{W}{q} \,\!

onde V é o potencial en Volts, W o traballo en Joules e q a carga en Coulombs

Lei de Coulomb[editar | editar a fonte]

Considérese unha carga de proba positiva, coa cal se explora un campo eléctrico. Para tal carga de proba q_0 \,\! localizada a unha distancia r dunha carga q, a enerxía potencial electrostática mutua é:

U = K\frac{ q_0 q}{r} \,\!

De xeito equivalente, o potencial eléctrico é V = \frac{U}{q_0} \,\! = K\frac{q}{r} \,\! Para obter o potencial eléctrico dun punto, colocase nel unha carga de proba q e médese a enerxía potencial adquirida por ela. Esa enerxía potencial é proporcional ao valor de q. Por tanto, o cociente entre a enerxía potencial e a carga é constante. Ese cociente chamase potencial eléctrico do punto. Pode ser calculado pola expresión:

V = \frac{E_p}{q}\, , onde

  • V\, é o potencial eléctrico,
  • E_p\, a enerxía potencial e
  • q\, a carga.

A unidade no S.I. é J/C = V (volt)

Por tanto, cando se fala que o potencial eléctrico dun punto L é VL = 10 V, enténdese que este punto consegue dotar de 10J de enerxía cada unidade de carga de 1C. Se a carga eléctrica for 3C por exemplo, ela será dotada de unha enerxía de 30J, obedecendo á proporción. Vale lembrar que é preciso adoptar un referencial para tal potencial eléctrico. Ele é unha rexión que se encontra moi distante da carga, localizado no infinito.

Potencial eléctrico debido a unha carga puntiforme[editar | editar a fonte]

Para calcular o potencial eléctrico debido a unha carga puntiforme usase a fórmula:

V = \frac{K\,Q}{d}, sendo

  • d\, en metros,
  • K\, é a constante dieléctrica do medio e
  • Q\, a carga xeradora.

Como o potencial é unha cantidade linear, o potencial xerado por varias cargas é a soma alxébrica (usase o sinal) dos potenciais xerados por cada unha delas como se estivesen soas:

V_L = \frac{K\,Q_1}{d_1} + \frac{K\,Q_2}{d_2} + \frac{K\,Q_3}{d_3} + \frac{K\,Q_4}{d_4} + \frac{K\,Q_5}{d_5}

Superficie equipotencial[editar | editar a fonte]

Traxectorias dunha carga a través de Superficies equipotenciais

Cando unha carga puntiforme está isolada no espazo, ela xera un campo eléctrico en súa volta. Calquera punto que estiver a unha mesma distancia desa carga posuirá o mesmo potencial eléctrico. Por tanto, aparece aí unha superficie equipotencial esférica. Podemos tamén encontrar superficies equipotenciais no campo eléctrico uniforme, onde as liñas de forza son paralelas e equidistantes. Nese caso, as superficies equipotenciais localízanse perpendicularmente ás liñas de forza (mesma distancia do referencial). O potencial eléctrico e distancia son inversamente proporcionais, por tanto o gráfico cartesiano Vxd é unha asíntota.

Notase que, percorrendo unha liña de forza no seu sentido, encontramos potenciais eléctricos cada vez menores.

Vale aínda lembrar que o vector campo eléctrico é sempre perpendicular à superficie equipotencial, e consecuentemente a liña de forza que o tanxencia tamén.

V_A = V_B = V_C = V\,

Potencial eléctrico no electromagnetismo[editar | editar a fonte]

No electromagnetismo, potencial eléctrico ou potencial electrostático é un campo equivalente à enerxía potencial asociada a un campo eléctrico estático dividida pola carga eléctrica de unha partícula-teste. A unidade de medida do SI para o potencial é o volt. Como un bo potencial, apenas diferenzas de potencial eléctrico posúen significado físico.

O potencial eléctrico xerado por unha carga puntual q\, a unha distancia r\, é, a menos de unha constante arbitraria, dado por:

\phi_\mathbf{E} = \frac{q} {4 \pi \epsilon_0 r}

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]