Entendiendo la Energía y el Potencial Eléctrico: Conceptos Clave y Aplicaciones

Energía Potencial Eléctrica

La analogía entre la figura 1 y la figura 2 introduce el concepto de energía potencial eléctrica al comparar el trabajo realizado contra una fuerza (en la figura 1) con el trabajo realizado para mover una carga contra las fuerzas eléctricas (en la figura 2). En la figura 1 se muestra un trabajo que hay que realizar en un cuerpo que se contrapone, y en la figura 2 se ejerce una fuerza para mover una carga, por lo que se realiza un trabajo contra las fuerzas eléctricas.

Realiza dos interpretaciones para la fórmula de energía potencial planteada en el texto (falta respuesta).

Potencial Eléctrico

Alessandro Volta fue el creador de la pila eléctrica y la unidad de medida del potencial eléctrico (volt) lleva ese nombre en su honor.

La interpretación del valor de 220V nos permite entender que si Q es mayor a 0, el potencial disminuye con la distancia, y si es menor que 0, el potencial aumenta con la distancia. Podemos concluir que el potencial varía según su signo (+ o -) y la distancia.

Fórmulas para potencial eléctrico:

• V = Potencial eléctrico (Volt, statvolt)
• U = Energía potencial (J, Erg, Kqm y Kwh)
• q = Carga eléctrica (C)
• K = Constante eléctrica
• r = Distancia

Diferencia de Potencial Eléctrico

Fórmula para la diferencia de potencial:

• ΔV = Diferencia de potencial eléctrico
• E = Campo eléctrico (N/C)
• Δx = Variación de distancia
• W = Trabajo
• q = Carga

La diferencia de potencial se produce de manera análoga a la energía potencial gravitatoria, que cambia cuando un cuerpo se ubica a diferentes alturas respecto al suelo. De este modo, entre dos alturas diferentes existe una diferencia de energía potencial gravitatoria. De forma similar, existe una diferencia de potencial eléctrico (V) entre dos puntos ubicados a diferentes distancias de la carga generadora de un campo eléctrico.

La figura que muestra la esfera ilustra que los puntos que están a un mismo potencial definen lo que se llama superficies equipotenciales, las cuales pueden tener distintas formas. Para una carga puntual, las superficies equipotenciales son esferas concéntricas en cuyo centro está la carga. Una partícula eléctrica que se mueve en una misma superficie equipotencial no experimenta cambios de energía potencial. Las líneas de campo son perpendiculares a ellas.