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220 FÍSICA GENERALPOTENCIAL ELÉCTRICOY CAPACITANCIA25LA DIFERENCIA DE POTENCIAL entre un punto A y un punto B es el trabajo que se hace contra la fuerzaeléctrica para llevar una carga de prueba positiva unitaria desde A hasta B. La diferencia de potencial entre A y B serepresenta por V B V Ao por V. Sus unidades son de trabajo por carga (joulescoulomb) y se llaman volts (V):1 volt (V) 1 JCYa que el trabajo es una cantidad escalar, la diferencia de potencial también lo es. Lo mismo que el trabajo, ladiferencia de potencial puede ser positiva o negativa.El trabajo W que se hace para mover una carga q de un punto A a un segundo punto B esW q(V B V A) qVdonde se debe dar a la carga los signos apropiados ( o ). Si tanto (V B V A) como q son positivos (o negativos),el trabajo realizado es positivo. Si (V B V A) y q tienen signos opuestos, el trabajo efectuado es negativo.POTENCIAL ABSOLUTO: El potencial absoluto en un punto es el trabajo que se hace contra la fuerza eléctricapara llevar una carga de prueba positiva unitaria desde el infinito hasta dicho punto. Por consiguiente, el potencialabsoluto en un punto B es la diferencia de potencial desde A ∞ hasta B.Considere una carga puntual q en el vacío y un punto P que se encuentra a una distancia r de la carga puntual.El potencial absoluto en P debido a la carga q esV ¼ k q rdonde k 8.99 × 10 9 N m 2 C 2 es la constante de Coulomb. El potencial absoluto en el infinito (en r ∞) es cero.Por el principio de superposición y la naturaleza escalar de la diferencia de potencial, el potencial absoluto enun punto debido a un número de cargas puntuales es220V ¼ k X q ir idonde r ison las distancias desde las cargas q ial punto de referencia. Las cargas negativas q contribuyen con términosnegativos al potencial, mientras que las cargas positivas q aportan términos positivos.El potencial absoluto debido a una esfera cargada uniformemente en puntos fuera de la esfera o sobre su superficiees V kqr, donde q es la carga de la esfera. Este potencial es el mismo que el producido por una carga puntualq colocada en el centro de la esfera.ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA (EP E): Para llevar una carga q desde el infinito hasta un punto donde elpotencial absoluto es V, sobre la carga se debe realizar un trabajo qV. Este trabajo aparece como energía potencialeléctrica (EP E) almacenada en la carga.De manera similar, cuando se lleva una carga a través de una diferencia de potencial V, sobre la carga se deberealizar un trabajo qV. Este trabajo da como resultado un cambio de qV en la EP Ede la carga. Para una subida enel potencial, V será positivo y la EP Eaumentará si q es positiva. Pero en el caso de una caída de potencial, V seránegativo y la EP Ede la carga disminuirá si q es positiva.RELACIÓN ENTRE V Y E: Suponga que en cierta región el campo eléctrico es uniforme y está en la dirección x.Sea E xsu magnitud. Puesto que E es la fuerza sobre una carga de prueba positiva unitaria, el trabajo que se hace paramover dicha carga una distancia x es (de la ecuación W F xx)V E xxEl campo entre dos grandes placas metálicas paralelas con cargas opuestas es uniforme. Por tanto, se puede usar estaecuación para relacionar el campo eléctrico E entre las placas con la separación de las placas d y con su diferenciade potencial V. Para placas paralelas,www.FreeLibros.com