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Chapter 23
Electric Potential
PowerPoint® Lectures for
University Physics, Thirteenth Edition
– Hugh D. Young and Roger A. Freedman
Lectures by Wayne Anderson
Copyright © 2012 Pearson Education Inc.
Propósitos del Capítulo 23: Aprender
• ¿Qué es potencial eléctrico y cómo se calcula?.
• Establecer la relación entre potencial eléctrico y
energía potencial eléctrica y cómo se calcula
ésta última.
• Usar superficies equipotenciales para entender
el potencial eléctrico.
• Calcular campo eléctrico a partir del potencial
eléctrico.
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Introducción
• Cómo es el potencial elétrico
relacionado con la soldadura?
• La energia potencial eléctrica
hace parte de nuestra sociedad
tecnológica.
• ¿Cuál es la diferencia entre
potencial eléctrico y energía
potencial eléctrica?.
• ¿Cómo es la energía potencial
eléctrico en relación con la carga
y el campo eléctrico ?
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Energía potencial eléctrica en un campo electrico uniforme
• El comportamiento de una carga puntual en un
campo eléctrico uniforme, es análogo al movimiento
de un pelota, en un campo gravitacional uniforme,
(ver figuras 23.1 y 23.2) .
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Energía potencial eléctrica en un campo electrico uniforme
Es la energía de interacción entre dos cuerpos cargados y sus unidades
son Joules. Como toda carga produce a su alrededor potencial
eléctrico V, cuando otra carga se para en un punto p adquiere
energía potencial eléctrica dada por.
ENERGIA POTENCIAL
GRAVITACIONAL
ENERGIA POTENCIAL
ELÉCTRICA
Ug_=m (gh)
ΔUg = m (ΔVg) = m(Vgf – m Vgi)
ΔUg = m(ghf – ghi)
Ue = q (V)
Δue = q (ΔV) = q(Vb – Va)
En uns sistema conservativo ΔE= 0 por tanto,
Δug + ΔEk = 0
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Movimiento de una carga positiva en un E uniforme
• Si una carga positiva se mueve en la dirección del
campo, la energía potencial decrece, pero si se
mueve en dirección opuesta al campo, la energía
potencial aumenta, (ver figure 23.3).
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Movimiento de una carga negativa en un E uniforme
• Si una carga negativa se mueve en la dirección del
campo, la energía potencial aumenta, pero si se mueve
en dirección opuesta al campo la energía potencial
disminuye, (ver figure 23.4).
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Energía Potencial Eléctria de dos Cargas Puntuales
•
Movimiento de una carga de prueba (q0 ), cerca de otra carga puntual
•
La diferencia de potencial eléctrico es la misma, si q0 se mueve en línea recta
(figrra de la Izquierda), o en una trayectoria arbitraia (figura de la derecha).
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Graficas de Energía Potencial
• El signo de la Energía
potencial, depende de los
signos de las dos cargas,
(ver figure 23.7)
• Estudiar el Ejemplo 23.1.
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Potencial Eléctrico de varias cargas puntuales
• El potencial eléctrico (V) es
una magnitud escalar y
cumple con el principio de
superposición, esto es, en un
punto p del espacio, en el
cual hay varias cargas,
potencial neto es la suma de
los potenciales producidos
por cada carga
• Follow the derivation in the
text of the formula for the
total potential energy U.
• Follow Example 23.2.
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Potencial eléctrico
• Potencial eléctrico es energia potencia por unidad de
carga. Fisicamente sólo se puede medir la diferencia de
potencial eléctrico , (Vab = Va – Vb) .
• Se puede decir también que la diferencia de potencial
elécrico es:
 El trabajo hecho por la fuerza eléctrica cuando una
unidad de carga se mueve desde a hasta b.
 El trabajo que debe ser hecho para mover una unidad
de carga desde b hacia a, en contra de la fuerza
eléctrica.
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Hallar Potencial Eléctrico a partir del campo Eléctrico
• El potencial eléctrico generado
por una carga puntual positiva,
decrece en la misma dirección
del
campo
eléctrico,
e,
incrementa en dirección opuesta
el campo.
• El potencial eléctrico generado
por una carga puntual negativa,
decrece en la misma dirección
del
campo
eléctrico,
e,
incrementa en dirección opuesta
el campo.
• Follow Example 23.3.
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Potential debido a dos cargas puntuales
• Follow Example 23.4
using Figure 23.13 at
the right.
• Follow Example 23.5.
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Calculando el potencial eléctrico por integración
• El ejemplo 23.6 muestra
como encontrar el
potencial eléctrico por
integración, (figura 23.14).
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Moving through a potential difference
• Example 23.7 combines electric potential with energy
conservation. Follow this example using Figure 23.15 below.
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Cálculo de Potencial Eléctrico de una esfera
• Read Problem-Solving
Strategy 23.1.
• Follow Example 23.8
(a charged conducting
sphere) using Figure
23.16 at the right.
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Placas Planas Paralelas con cargas de signo contrario
• Follow Example 23.9 using Figure 23.18 below.
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Una línea infinita de carga, o conductor ciliindrico
• Follow Example 23.10 using Figure 23.19 below.
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Potencial de un aro cargado
• Follow Example 23.11 using Figure 23.20 below.
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Una línea infinita de carga
• Follow Example 23.12 using Figure 23.21 below.
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Superficies Equipotenciales y líneas de campo Eléctrico
• Una superficie equipotencial es una superficie sobre la que el
potencial eléctrico es la misma en cada punto .
• La figura 23.23 muestra las superficies equipotenciales y líneas de
campo eléctrico para los conjuntos de cargas puntuales.
•
Las líneas de campo y las superficies equipotenciales son siempre
perpendiculares entre sí .
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Equipotenciales y conductores
• Cuando todos los cargas están en reposo : la superficie de un
conductor es siempre una superficie equipotencial . Todo el
volumen de un conductor sólido está al mismo potencial .
• El campo eléctrico afuera del conductor es siempre perpendicular a
la superficie (véanse las figuras a continuación).
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Gradiente de Potential
• Leer en el texto de la discusión del gradiente de
potencial .
• El ejemplo 23.13 , (una carga puntual).
• El ejemplo 23.14 , (anillo o aro delgado).
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