Potencial eléctrico

Electromagnetismo
Electricidade Magnetismo
Electrostática
Carga eléctrica Electricidade estática Campo eléctrico Condutor Illante Triboelectricidade Descarga electrostática Indución Lei de Coulomb Fuxo eléctrico Lei de Gauss Enerxía eléctrica Momento do dipolo eléctrico Polarización eléctrica
Magnetostática
Lei de Ampère Campo magnético Magnetización Fluxo magnético Lei de Biot–Savart Momento do dipolo magnético Lei de Gauss para o magnetismo
Electrodinámica
Forza de Lorentz Indución electromagnética Lei de Faraday Lei de Lenz Corrente de desprazamento Ecuacións de Maxwell Campo electromagnético Radiación electromagnética Tensor de Maxwell Vector de Poynting Potencial de Liénard–Wiechert Ecuacións de Jefimenko Corrente de Foucault
Circuíto eléctrico
Corrente eléctrica Potential eléctrico Voltaxe Resistencia Lei de Ohm Circuíto en serie Circuíto paralelo Corrente continua Corrente alterna Forza electromotriz Capacitancia Indutancia Impedancia
Formulación covariante
Tensor electromagnético Tensor de enerxía-impulso Cuadricorrente Cuadripotencial electromagnético
Científicos
Ampère Coulomb Faraday Gauss Heaviside Henry Hertz Lorentz Maxwell Tesla Volta Weber Ørsted

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

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 mídese 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 chámase 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 V_L = 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 dunha enerxía de 30J, obedecendo á proporción. Vale lembrar que é preciso adoptar un referencial para tal potencial eléctrico. É unha rexión que se encontra moi distante da carga, localizada no infinito.

Potencial eléctrico debido a unha carga puntiforme

Para calcular o potencial eléctrico debido a unha carga puntiforme úsase 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 lineal, o potencial xerado por varias cargas é a suma alxébrica 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

Traxectorias dunha carga a través de Superficies equipotenciais

Cando unha carga puntiforme está illada no espazo, xera un campo eléctrico ó seu redor. 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.

Nótase 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 á superficie equipotencial, e consecuentemente a liña de forza que o tanxencia tamén.

$V_{A}=V_{B}=V_{C}=V\,$

Potencial eléctrico no electromagnetismo

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

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

$\phi _{\mathbf {E} }={\frac {q}{4\pi \epsilon _{0}r}}$

Véxase tamén

Outros artigos

• Electricidade.
• Lei de Coulomb.
• Campo eléctrico.
• Enerxía potencial eléctrica.