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iferencia entre potencial y potencial elĂŠctrico
Consideremos la energĂa potencial desde el punto de vista de una situaciĂłn especĂfica. ImagĂnese una carga positiva pequeĂąa colocada en un punto A en un campo elĂŠctrico uniforme de magnitud E.A medida que la carga se desplaza del punto A al punto B por influencia de la fuerza elĂŠctrica que se ejerce sobre ella, qE, el trabajo que la fuerza elĂŠctrica realiza sobre la carga es:
W = Fd = qEd Donde d es la distancia entre A y B. Por definiciĂłn, el trabajo realizado por una fuerza conservativa es igual al negativo del cambio de energĂa potencial ∆U. El cambio de energĂa potencial elĂŠctrica es, por tanto,
∆U = -W = -qEd AdviĂŠrtase que, si bien se puede definir la energĂa potencial para cualquier campo elĂŠctrico, esta ecuaciĂłn es valida en el campo elĂŠctrico uniforme. En el estudio de la electricidad el concepto de potencial elĂŠctrico tiene una importancia prĂĄctica aun mayor. Ejemplo: Campo entre dos placas paralelas de carga opuesta.
B B
BaterĂa de 12V conectada a dos placas + 12 V _
paralelas. La magnitud del campo elĂŠctrico entre las placas esta dado por el cociente
+ 12 V _
de la diferencia de potencial entre la separaciĂłn de las placas, d.
Razonamiento: El campo elĂŠctrico es uniforme ( excepto cerca de los bordes de las placas metĂĄlicas) y, por tanto, la reacciĂłn entre diferencia de potencial y la magnitud del campo esta dada por la ecuaciĂłn:
đ?‘‰đ?‘‰đ??ľđ??ľ -- đ?‘‰đ?‘‰đ??´đ??´==-Ed -Ed Dentro de una baterĂa las fuerzas quĂmicas mantienen un electrodo, llamado borne positivo, aun potencial mayor que un segundo electrodo, el borne negativo. Por tanto, la placa B, que esta conectada al borne negativo, debe estar a un potencial menor que la placa A, que esta conectada al borne positivo. SoluciĂłn: tenemos que
-12V đ?‘‰đ?‘‰đ??ľđ??ľ- -đ?‘‰đ??´đ?‘‰đ??´= = -12V Esto da un valor de E de (đ?‘‰ − đ?‘‰đ??´ )
E =(đ?‘‰-đ??ľ − đ??ľđ?‘‰đ??´đ?‘‘)
E=-
đ?‘‘
=-
=-
(−12đ?‘‰)
(−12đ?‘‰) 0.30đ?‘Ľ102 đ?‘š
= 4.0x105 V/m
= 4.0x105 V/m
0.30đ?‘Ľ102 đ?‘š
La direcciĂłn de este campo va de la placa positiva a la placa negativa. Un dispositivo compuesto de dos placas separadas por una distancia pequeĂąa se conoce como un capacitor de placas paralelas ( y se estudiara mas adelante en este capitulo).
La Tensión Eléctrica o Diferencia de Potencial (También denominada voltaje) es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro. Su unidad de medida es el voltio.
La tensión entre dos puntos A y B es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial eléctrico de dichos puntos A y B en el campo eléctrico, que es un campo conservativo. Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico. Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica. Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un sólo punto, o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algún otro donde el potencial se defina como cero.
Analogía hidráulica Suele usarse una analogía para entender de forma sencilla e intuitiva los conceptos básicos de electricidad. Se supone un camino cerrado de tuberías en forma de círculo, compuesto por: 1. Agua: Son los electrones que se mueven para hacer algún trabajo. 2. Bomba propulsora de agua: En el equivalente eléctrico seria la fuente de voltaje, que ejerce presión sobre los electrones (agua). Si la bomba está apagada no fluye agua o electrones. Si la bomba está encendida hay una diferencia de presión (tensión) que mueve el agua (electrones). 3. Zona de la tubería muy estrecha. El agua tendrá dificultades para pasar por una tubería estrecha. Es el equivalente a la resistencia eléctrica, que impide el paso de electrones.
En el caso del voltaje debe existir un voltaje en A diferente al del punto B, se le llama diferencia de tensión a . Si es mayor que habrá cierta tensión o desequilibrio en dichos puntos, se establecerá un campo eléctrico que moverá los electrones desde el punto A hacia el B. Como el campo eléctrico es conservativo debe existir un camino cerrado desde el punto A al B para que se produzca flujo eléctrico y trabajo en la carga.[
INTEGRANTES: LUISANA SANCHEZ ALAN SOSA HEILIN BAOUQUETTE MARIA ROJAS ELIEZER LEAL