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Es la capacidad latente oaparente que poseen loscuerpos para producir cambiosen ellos mismos o en el medioque los rodea.
Energía
En tránsito
Como propiedad del sistema
• La energía que seintercambia entre doscuerpos o sistemas se conocecomo energía en transición yse manifiesta en dos formas:
En tránsito
Calor
Trabajo
•Estas dos formas no sonpropiedades.
Como propiedad
del sistema
Mecánica
Interna
Energía Mecánica
Energía Cinética
EnergíaPotencial
Es aquella que dependeexclusivamente de la velocidaddel cuerpo.
2
2
1vmEc
Es aquella que dependeexclusivamente de la posición delcuerpo en el universo.
hgmEp
Si una carga de prueba positiva, ��,pasa de un punto A a un punto B enpresencia del campo de una cargapuntual q, el cambio de energíapotencial en dicho campo se calculapor:
∆� = −�� � � � ���
�
Puesto que la fuerza �� E esconservativa, esta integral de líneano depende de la trayectoriaseguida entre A y B.
La diferencia de potencial eléctricoentre los puntos A y B, en uncampo electrostático E, se definecomo el cambio de la energíapotencial ΔU dividida entre lacarga de prueba positiva ��.
Se expresa por:
∆� = �� − �� =∆�
��= −� �. ��
�
�
La diferencia de potencial eléctrico ΔV entrelos puntos A y B, también se puede definircomo el trabajo por unidad de carga que unagente externo debe efectuar para moveruna carga de prueba de A a B sin un cambioen la energía cinética de la carga de prueba,es decir:
∆� =�
�
Es importante señalar que el cambio en laenergía potencial de la carga es el negativo deltrabajo realizado por la fuerza eléctrica.
Puesto que la diferencia de potencial es unamedida de la energía por unidad de carga, launidad de la diferencia de potencial en el S.I.esel Volt.
Un volt (V) es igual a:
1���� =1�����
1�������
La diferencia de potencial entre los puntosA y B en un campo eléctrico uniforme E es:
�� − �� = ��
Donde d es la distancia entre los puntos A y B(si el desplazamiento es de dirección opuestaal campo eléctrico).
De esta manera la intensidad del campoeléctrico puede expresarse en volts/metro enel S.I., o sea que
1�
�=1�
�
La diferencia de potencial entre dos puntos Ay B debida a una carga puntual se obtiene apartir de la expresión:
�� − �� = ��1
��−
1
��
Es la unidad de energía que se definecomo la energía que un electrón (oprotón) gana o pierde al moverse através de una diferencia de potencial de1V.
Se relaciona con el Joule de la manerasiguiente:
1�� = 1.60�10����
Si el potencial eléctrico o simplemente potencialse considera nulo en rA = ∞, el potencial de unacarga puntual es:
� = ��
�donde:q = carga que genera el campo eléctricor = distancia entre la carga y el punto donde
se desea conocer el potencial
Se puede afirmar que el potencialeléctrico en un punto arbitrario es igual altrabajo requerido por unidad de cargapara llevar una carga de prueba positivadesde el infinito hasta ese punto.
El potencial eléctrico es una magnitudescalar.
El potencial en un punto debido a una de lascargas no se afecta por la presencia de lasotras cargas.
Para determinar el potencial total, se sumanlas potenciales debidos a cada una de lascargas como si fuese la única presente(principio de superposición).
En forma matemática:
� = �� + �� + �� +⋯ =���
�
���
= ������
�
El potencial en un punto debido a unadistribución continua de carga se calculapor medio de:
� = ����
�
Son superficies sobre las cuales elpotencial eléctrico permanececonstante.
Las líneas de campo eléctrico sonperpendiculares a las superficiesequipotenciales.
La energía potencial entre un par decargas puntuales separadas por unadistancia r12es:
� = ��������
Si las cargas son del mismo signo,U es positiva.
Si las cargas son de signo opuesto,U es negativa.
Si hay más de dos cargas la energíapotencial total puede obtenersecalculando U para cada par de cargasy sumando los términosalgebraicamente.
La intensidad del campo eléctrico E y elpotencial eléctrico V son descripcionesequivalentes en electrostática.
Si se conoce el potencial eléctrico en unacierta región, la intensidad del campoeléctrico se puede calcular por:
�� = −��
��
Ex es la componente de E en la dirección dedx.
El signo menos implica que Ex apunta en ladirección decreciente de V, o sea que elnegativo de la rapidez de cambio delpotencial con la disposición en cualquierdirección es la componente de E en esadirección.
En general el potencial eléctrico esuna función de las trescoordenadas espaciales si V(r) estádada en términos de coordenadasrectangulares.
Las componentes de la intensidad delcampo eléctrico Ex, Ey y Ez puedecalcularse por:
�� = −��
���� = −
��
�� �� =
��
��
Todo sobre la superficie de unconductor cargado eléctricamenteen equilibrio electrostático seencuentra en un mismo potencial.
En todos los puntos del conductorel potencial eléctrico es igual a suvalor en la superficie.
Serrano Domínguez Victor“Electricidad y Magnetismo, Estrategias para la resolución de problemas y aplicaciones”Ed Prentice Hall
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