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25.3 Potencial eléctrico 503 Un valor negativo para la energía potencial significa que, al separar las cargas, el trabajo se debe realizar en contra del campo eléctrico. En este ejemplo, una fuerza externa debe suministrar un trabajo de 24 X 10-5 J para poder transportar la carga hasta el infinito. vA = v¡ + v2 + y3 _ kQi_ + Hh + kQi Ahora consideremos el caso más general, ilustrado en la figura 25.7, que se ocupa del potencial en los alrededores de cierto número de cargas: El potencial eléctrico en la vecindad de cierto número de cargas es igual a la suma algebraica de los potenciales eléctricos que corresponden a cada carga. Figura 25.7 Potencial eléctrico en la vecindad de cierto número de cargas. Vi = Vi + V-i + V%+ .. . _ fc
504 Capítulo 25 Potencial eléctrico Solución (b): El potencial eléctrico en B es jff i:í ■ T/ kQ] ' k r i r2 _ (9 X 1Q9 N • m2/C 2)(6 X 10~6 C) (9 X 109 N • m2/C 2) ( - 6 X 10~6 C) 16 X 1(T2 m 4 X 10~2 m = 3.38 X 105 V - 13.5 X 105 V = -10.1 X 105 V Los valores negativos indican que el campo se mantendrá sobre una carga positiva. Para mover 1 C de carga positiva desde A hasta el infinito, otra fuente de energía debe desarrollar un trabajo de 10.1 X 105 J. El campo desarrollará un trabajo negativo, igual a esta cantidad. Diferencia de potencial En la electricidad práctica, es de escaso interés el trabajo por unidad de carga para trasladar una carga al infinito. Con más frecuencia deseamos conocer los requisitos de trabajo para mover cargas entre dos puntos. Lo anterior conduce el concepto de diferencia de potencial. La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas eléctricas para m over una pequeña carga de prueba desde el punto de mayor potencial al punto de m enor potencial. Otra forma de expresar el mismo concepto sería afirmar que la diferencia de potencial entre dos puntos es la diferencia en los potenciales en esos puntos. Por ejemplo, si el potencial en cierto punto A es de 100 V y el potencial en otro punto B es de 40 V, la diferencia de potencial es VA — VB = 100 V — 40 V = 60 V Esto quiere decir que los 60 J de trabajo serán realizados por el campo sobre cada coulomb de carga positiva que se desplaza desde A hasta B. En general, el trabajo realizado por un campo eléctrico, o trabajo eléctrico, para mover una carga q del punto A al punto B se puede determinar a partir de T ra b a jo ,^ = q(VA - VB) (25.10) Ejemplo 25.4 Ü §gr sil ' ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y B en la figura 25.8? Considere el ejemplo 25.3. ¿Cuánto trabajo realiza un campo eléctrico al mover una carga de —2 17C del punto A al punto B1 Plan: La diferencia de potencial es simplemente VA — VB4, el trabajo para mover la carga de A a B es el producto de q por la diferencia de potencial. Solución: Los potenciales en los puntos A y B se calcularon en el ejemplo 25.3. Éstos son Va = 6.75 X 105 V Vb = -IO .I X 105 V P Por tanto, la diferencia de potencial entre los puntos A y B es VA - V B = 6.75 X 105 V - (—10.1 X 105 V) = 16.9 X 105 V
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PARTE I Meca nica Introducción Cen
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Máquinas simples Las máquinas sim
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Objetivos Cuando term ine de estudi
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