Preguntas Sobre Potencial Eléctrico

Preguntas sobre potencial eléctrico 1. El potencial eléctrico es es constante en una cierta cierta región del espacio espacio ¿Cómo es el campo eléctrico en esa región? -

No hay campo eléctrico. Si el potencial es constante, su derivada es cero y el campo es nulo. Por otra parte, el campo eléctrico va de mayor a menor potencial. Si todos los puntos están al mismo potencial, no hay campo eléctrico entre ellos.

2. ¿Qué significado físico tiene la diferencia diferencia de potencial (∆) entre dos puntos del campo eléctrico?

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La diferencia de potencial entre dos puntos A y B se define como el trabajo realizado por el campo sobre la unidad de carga positiva para desplazarla desde A hasta B. Sin embargo no se debe olvidar que la diferencia de potencial no es un trabajo y que sus unidades vienen en voltios. Un voltio sería la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico cuando ese campo realiza un trabajo de 1 J para llevar la unidad de carga positiva desde el primer punto hasta el segundo. Se definía como potencial en un punto de un campo, la energía potencial que posee en ese punto la unidad de carga positiva, por lo tanto: V = Ep / q' = k Q / r

3. Si un electrón se se mueve en en la misma dirección y sentido que un campo campo eléctrico ¿aumentara, disminuirá o permanecerá constante su energía potencial? -

Si se mueve en en la la dirección dirección del del campo, podemos suponer que se se mueve desde las cercanías de una carga positiva hacia una carga negativa (o desde cerca de una carga negativa a un lugar aún más cercano), entonces al ser negativa la carga que se mueve va a ir frenando, disminuyendo su velocidad, en consecuencia su energía potencial aumenta (ya que disminuye su energía cinética). Y, se mueve de un potencial eléctrico mayor a uno menor, esto se justifica debido a que se acerca a una supuesta carga negativa.

4. Explica que ocurriría ocurriría al acercar acercar una carga carga positiva a un conductor neutro neutro ¿Cómo sería el flujo neto a través través del conductor? conductor? Represéntalo. Represéntalo. ¿Cómo es la carga neta en su interior? ¿conoces alguna aplicación? ¿Cómo descargaría este conductor una vez cargado? 5. Sea un conductor conductor cargado cargado y en equilibrio. Analizar Analizar las siguientes siguientes afirmaciones: A) El campo en en el interior interior es cero. B) El campo en el el interior es igual que en la superficie. superficie. C) El potencial en en el interior interior es cero. cero.

D) El potencial es igual en cualquier punto. 6. Si el potencial eléctrico es nulo en un punto ¿es nulo el campo eléctrico en ese punto? -

No, Imagina que tienes dos cargas de igual magnitud pero distinto signo. En el punto medio de la recta formada entre ambas, el potencial es nulo (tomando como referencia el infinito). Sin embargo, el campo eléctrico no es nulo, sino que apunta a la carga negativa.

7. Si el campo eléctrico es nulo en un punto ¿el potencial es nulo también en ese punto? -

No, no tiene porqué. Dentro de un conductor el campo eléctrico es nulo (no hay cargas) y sin embargo el potencial es constante. Recuerda que el campo eléctrico es la derivada cambiada de signo del potencial (bueno, en realidad es el menos gradiente del potencial). Si el potencial es constante entonces el campo será nulo. Ahora bien, que el campo sea nulo no implica necesariamente que también lo sea el potencial.

8. ¿En qué unidades e representa el potencial eléctrico? ¿Cuál es el significado físico de esa unidad? -

Es la unidad del SI para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y el voltaje. Recibe su nombre en honor de Alessandro Volta, quien en 1800 inventó la primera batería química. Es representado simbólicamente por la letra  V. Se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio consume un vatio de potencia.

9. ¿Qué es un electrón-voltio? -

La magnitud e de la carga del electrón se usa para definir una unidad de energía que es útil en muchos cálculos con los sistemas atómico y nuclear. Cuando una partícula con carga q se desplaza de un punto en el que el potencial es Vb a otro en que es Va, el cambio en la energía potencial U es     = (    ) =  Si la carga q es igual a la magnitud e de la carga del electrón, 1.602 3 10219 C, y la diferencia de potencial es Vab, el cambio en la energía es     = (1.60210 −9 )(1) = 1.60210−9  Esta cantidad de energía se define como 1 electrón volt (1 eV): 1  = 1.60210 −9   A menudo se utilizan los múltiplos meV, keV, MeV, GeV y TeV.

10. ¿Qué es una superficie equipotencial? -

Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson. El caso más sencillo puede ser el de un campo  gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son  esferas concéntricas

alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero. Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llaman líneas equipotenciales.

11. Explique porque la superficie de un conductor en equilibrio electrostático es una superficie equipotencial. -

Si situamos una placa conductora (figura de la izquierda) en una región del espacio en que existe un campo eléctrico, los electrones de la placa se verán sometidos a una fuerza opuesta al campo externo y se acumularán en el lado derecho de la placa, dejando el lado izquierdo con un exceso de carga positiva. Esta distribución de carga dentro del conductor genera un campo eléctrico interno de sentido opuesto al externo y de igual módulo, de modo que en el interior del conductor el campo eléctrico total es nulo. Este hecho constituye en principio de funcionamiento de una jaula de Faraday. En la sección "Sabías que..." encontrarás una explicación de cómo funciona. Si el campo en el interior de un material conductor en equilibrio electrostático es nulo, no puede haber carga eléctrica en el interior del mismo. Por tanto, la carga de un conductor se acumula en su superficie.

12. Si dos puntos están al mismo potencial ¿esto significa que no se realiza trabajo al mover una carga de prueba de u n punto a otro? ¿esto implica que no se necesita ejercer fuerza? Explique su respuesta. -

W=q*0 W = 0 Joules ; por lo que el trabajo generado es nulo Como el trabajo es independiente de la trayectoria, es decir, solo importan el punto de inicio y el punto final, sin afectar cuál fue la trayectoria que tomó la carga, la fuerza eléctrica si está presente puesto que sabemos que: W = Fuerza * desplazamiento Lo que es igual son los puntos de inicio y llegada, pero sí existió una fuerza que llevó la carga, debido a que la fuerza eléctrica depende del campo eléctrico y de la misma carga. Felec = q*E

13. Si una carga negativa esta inicialmente en reposo en un campo eléctrico ¿Se moverá hacia una región de mayor potencial o menor potencial? ¿Y una carga positiva? ¿Cómo cambia la energía potencial de la carga en cada caso? -