Potencial electrico (formula, unidades y ejercicios resueltos)

Una vez visto la energía potencial eléctrica, pasamos a ver uno de los conceptos mas importantes de la física y del electromagnetismo, el potencial eléctrico.

¿Que es el potencial eléctrico? Definición

Concepto: el potencial eléctrico V en un punto de un campo eléctrico es la energía potencial eléctrica que tiene la unidad de carga positiva colocada en dicho punto.

El potencial es una magnitud escalar.

Potencial eléctrico de un conjunto de cargas : principio de superposición. ( Varias cargas )

Según el principio de superposición, un punto sometido al campo eléctrico de dos o mas cargas, el potencial eléctrico es la suma de los potenciales creados por cada carga de forma individual.

Relación entre la energía potencia eléctrica y el potencial eléctrico

Por la definición del potencial eléctrico:

Relación entre la energía potencia eléctrica y el potencial eléctrico

 

Potencial eléctrico formula

Supongamos un campo eléctrico creado por una carga puntual, el potencial que crear a una distancia \mathrm{r}, viene dado por:

V=\dfrac{E_p}{q}=\dfrac{K\dfrac{q\cdot q`}{r}}{q}

Simplificando dicha expresión obtenemos la formula del potencia eléctrico:

formula del potencia electrico:
Formula del potencia eléctrico.

 

Potencial eléctrico unidades

En el sistema internacional (S.I), las unidades del potencial eléctrico son Julios partido Culombios , que corresponde a la unidad llamada voltio, \mathrm{V}.

Potencial eléctrico unidades
Potencial eléctrico unidades

 

Análisis del potencial eléctrico : signos

El potencial eléctrico puede ser nulo, positivo o negativo. Veamos los diferentes casos:

  • Si la carga que crea dicho campo es positiva, el potencial sera positivo
  • Ahora si la carga que crea dicho campo es negativa, el potencial sera negativo
  • Si la distancia tienda a infinito, el potencia tienda a cero, por tanto, el potencial en el infinito equivale a cero

 

Diferencia de potencial eléctrico

Sabemos que podemos relacionar el trabajo para transportar una carga puntual de un punto a otro mediante diferencia de energía potencial eléctrica. Por lo tanto, también es posible relacionar ese trabajo con la diferencia de potencial eléctrico.

W_{A\rightarrow B}=-\Delta E_p=-(E_{pB}-E_{pA})

=-q\Delta V

diferencia de potencial eléctrico
Diferencia de potencial eléctrico

De esta expresión podemos deducir lo siguiente:

Entre dos puntos de un campo eléctrico hay una diferencia de potencial de un voltio si para mover una carga de un culombio , el trabajo realizado por el campo es de un julio.

 

Potencial eléctrico ejemplos , ejercicios y problemas resueltos paso a paso online

Recopilación de problemas para practicar y entender como calcular el potencial eléctrico

1.-  Sea una carga \mathrm{q=5\mu C} situada en el punto \mathrm{(4,3)}. Calcular el potencial eléctrico que crea en el origen de coordenadas?

Solución 1.

Poseemos una carga \mathrm{q=5\mu C}

El potencial electrico creada en dicho punto vendra por

V=K\dfrac{q}{r}

De esta expresion conocemos todos menos la distancia que separa el punto \mathrm{(4,3)} al punto \mathrm{(0,0)} . Para calcular dicha distancia nos hace falta únicamente el teorema de pitagoras:

\mathrm{r=\sqrt{4^2+3^2}=5}

Y ahora:

V=9\cdot 10^9\dfrac{5\cdot10^-6}{5}=9000\mathrm{V}

 


 

2.- En el punto \mathrm{(4,0)} situamos una carga negativa \mathrm{q=-3\mu C}

a) Calcula la diferencia de potencial entre los puntos \mathrm{(-2,0)} y \mathrm{(1,4)}

b) Calcula el trabajo realizado para mover otra carga, en este caso positiva ,\mathrm{q'=1\mu C} desde \mathrm{(-2,0)} hasta \mathrm{(1,4)}

 


 

3.- Situamos dos cargas iguales pero de signo contrario , \mathrm{q_1=-2\mu C}\mathrm{q_2=+2\mu C} en los puntos \mathrm{(0,2)} y \mathrm{(0,-2)} respectivamente. 

a) Calcula el potencial electrico creado en el punto \mathrm{(3,0)}

b) Calcula la diferencia depotencial entre el punto \mathrm{(-2,0)} y el punto \mathrm{(-1,1)}

c) Calcula el trabajo realizado para trasladar una carga \mathrm{q'=3\mu C} desde \mathrm{(-2,0)} hasta el punto \mathrm{(-1,1)}

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