Potencialeléctrico o Voltajeeléctrico es la cantidad de energía necesitaba mover un carga eléctrica unitario entre dos puntos distintos de una región con un campo eléctrico. O potencialeléctrico es una magnitud fisica trepar medir en voltios (V), que es equivalente a juliosporculombio (J / C) en unidades SI.
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Propiedades del potencial eléctrico
O potencialeléctrico es la cantidad de energía potencial eléctrica, en julios, por unidad de carga, en culombio. Comprender: afirmar que un medio ofrece 110 V de potencial eléctrico es equivalente a decir que produce 110 J de energía por cada culombio de carga eléctrica pasando por sus terminales.
El potencial eléctrico en el punto donde la carga qué es es directamenteproporcional al módulo de carga eléctrica qué que lo produce, e inversamente proporcional a la distancia D:
Como puede ver en la figura, todos lugares
equidistante (líneas rojas) a la carga generadora (Q) están en el mismopotencialeléctrico y, por tanto, se llaman equipotenciales. LOS fórmula utilizado para calcular el potencial eléctrico es este:
U - potencial eléctrico (V)
Q - carga eléctrica (C)
k0 - constante de vacío electrostático (9.0.109 N.m² / C²)
D - distancia (m)
El potencial eléctrico puede admitir señales algebraico, positivo y negativo,relacionadodirectamente igual que signo de carga que genera el potencial y con la distancia D hasta ese cargo. Es decir, en la vecindad de un cuerpo cargado eléctricamente, hay infinitos valores de potencial eléctrico, determinados por la distancia a esa carga. De esta forma, un potencial eléctrico de una carga solo será exactamente igual a 0 cuando la distancia entre el punto donde se quiere medir un potencial nulo y la carga sea infinitamente grande.
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Hay otra forma de definir el potencial eléctrico relacionándolo con la energía potencial eléctrica, así es como:
YPieallí - energía potencial eléctrica (J)
Definición de potencial eléctrico
Considere que un cargareléctricopuntualqué está en un punto LOS de campo eléctrico uniforme Y, como se muestra en la figura, y luego se desplaza al punto B.
Calculemos el energía requerido para que la carga sea desplazadoentreustedlugaresA y B, separados por una distancia D. Para hacer esto, usaremos la definición de Trabaja:
Recuerda que el fuerza eléctrica producido por el campo eléctrico y que actúa sobre la carga q es igual al producto de la carga q con el campo eléctrico E:
Uniendo las fórmulas anteriores, tenemos una expresión diferente para el trabajo realizado por fuerza eléctrica:
A continuación, debemos recordar cómo es la relación entre el campo eléctrico. Y y el potencial eléctrico U. Así:
Finalmente, encontramos una expresión utilizada para calcular el potencial eléctrico en términos del trabajo realizado para desplazar la carga eléctrica entre los puntos A y B, como mostramos ahora:
Dado que el trabajo realizado para mover la carga eléctrica entre los puntos A y B es equivalente a cantidad de energía eléctrica que la carga "ganó" o "perdió", el potencial eléctrico se puede entender como una relación energía / carga, como se explica.
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Ejercicios de potencial eléctrico
Pregunta 1) Entre dos placas de metal cargadas, separadas 10 cm, hay un campo eléctrico de 500 V / m. Determine la diferencia de potencial eléctrico entre ellos.
a) 10V
b) 100 V
c) 50 V
d) 500 V
e) 5000 V
Realimentación: Letra c
Resolución:
Luego de convertir la distancia entre las placas, transformándola en metros (10 cm = 0.1 m), usaremos la fórmula que relaciona el campo eléctrico con la diferencia de potencial, observe:
Mediante el cálculo mostrado, encontramos que la diferencia de potencial entre las placas es de 50 V, por lo que la alternativa correcta es la letra c.
Pregunta 2) Revise las declaraciones relacionadas con el potencial eléctrico:
I - El potencial eléctrico es una cantidad escalar.
II - La unidad de medida del potencial eléctrico es el amperio (A).
III - El potencial eléctrico en un determinado punto del espacio es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la carga eléctrica.
IV - La unidad de medida del potencial eléctrico, según el SI, es el voltio (V).
Es (son) cierto:
a) I y II
b) I y IV
c) II y III
d) I, II y III
e) II, III y IV
Realimentación: Letra b
Resolución:
Las afirmaciones II y III son falsas, ya que la unidad de medida es el voltio y el potencial eléctrico es inversamente proporcional a la distancia a la carga. Por tanto, las afirmaciones I y IV son correctas.
Pregunta 3) Una partícula cargada eléctricamente, con una carga de 2 mC (2.0.10-3 C), sufre un trabajo de 5.0 J cuando se transporta entre dos puntos de un circuito eléctrico. Determine la diferencia de potencial entre estos puntos.
a) 3.0.106 V
b) 4,5,102 V
c) 0.5.103 V
d) 2.5.10-3 V
e) 10,10-4 V
Realimentación: Letra D
Resolución:
Para resolver el ejercicio, simplemente use la fórmula que relaciona el potencial eléctrico y el trabajo, observe:
Según el resultado obtenido, la respuesta correcta es la letra d.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm
