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Capitulo 25 Tippens

Cap. 25
by

William Dox

on 2 March 2012

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POTENCIAL ELECTRICO Capitulo 25 Fisica septima edicion Paul E. Tippens INTEGRANTES Ada Reyes
Keyla Rivera
Luis Brito
Cristhian Ramos
Leonardo Tabora
William Dox INTRODUCCION Una de las formas mas apropiadas de entender el concepto de energia potencial electrica es compararla con la energia potencial gravitacional. Un objeto con carga puede tener energía potencial en virtud de su posición en un campo eléctrico. Del mismo modo que se requiere trabajo para alzar un objeto contra el campo gravitacional de la Tierra, se necesita trabajo para empujar una partícula con carga contra el campo eléctrico de un cuerpo cargado. La energía potencial eléctrica de una partícula con carga aumenta cuando se realiza trabajo para empujarla contra el campo eléctrico de algún otro objeto cargado. Energia Potencial Electrica Energia Potencial Electrica Imaginemos una carga positiva pequeña ubicada a cierta distancia de una placa positivamente cargada. Si acercamos la carga pequeña a la placa invertiremos energía en vencer la repulsión eléctrica. Del mismo modo que se realiza trabajo al comprimir un resorte se hace trabajo al empujar la carga contra el campo eléctrico de la placa. Este trabajo es equivalente a la energía que adquiere la carga. La energía que ahora posee la carga en virtud de su posición se llama energía potencial eléctrica. Si soltamos la esfera, se acelerará alejándose y su energía potencial se transformará en energía cinética. Energia Potencial Electrica Siempre que una carga positiva se mueve en contra del campo eléctrico, la energía potencial aumenta.
Siempre que una carga negativa se mueve en contra del campo eléctrico, la energía potencial disminuye.
La energía potencial eléctrica entre dos puntos separados una distancia d está dada por:
Ep =qEd Ep= energia potencial
q= carga
E= intensidad
d= distancia Una placa cargada positivamente esta 30mm arriba de una placa cargada negativamente y la intensidad del campo electrico es de 6x10 N/C. ¿Cual es el trabajo realizado por el campo electrico cuando una carga de +4 C se mueve de la placa negativa a la postitiva? Ejemplo 4 M Ep=qEd
Ep= (4 x 10 C)(6 x 10 N/C)(0.030 m)
Ep= 7.20x10 J -6 4 -3 Introduccion
Body Energia Potencial Electrica Energia Potencial Electrica Calculo de la energia potencial Si se considera el espacio entre dos placas con carga opuesta, los calculos para detetmirar el trabajo se simplifican en forma considerable, ya que el campo electrico es uniforme. La fuerza electrica que experimenta una carga es constante mientras permanezca entre las placas. Sin embargo, por lo general el campo no sera constante y debemos tener en cuenta que la fuerza varia. Calculo de la energia potencial La fuerza eléctrica promedio ejercida por una carga +q cuando se mueve del punto A al punto B es:
El trabajo realizado contra un campo eléctrico al mover la carga -q a lo largo de la distancia rA - rB es:
F= Fuerza
Q= carga 1
q= carga 2
r= radio
Calculo de la energia potencial Y desde infinito  a la distancia r:
La energía potencial del sistema es igual al trabajo realizado contra las fuerzas eléctricas para llevar la carga +q desde el infinito hasta ese punto.
Work= Trabajo
P.E= Energia Potencial Potencial Cuando anteriormente estudiamos el concepto de campo electrico como fuerza por unidad de carga, se indico que la principal ventaja de un concepto de ese tipo era que permitia asignar una propiedad electrica al espacio. Si se conoce la intensidad del campo en cierto punto, es posible predecir la fuerza sobre una carga situada en ese punto. De igual forma es conveniente asignar otra propiedad al espacio que rodea una carga, y que nos permite predecir la energia potencial debida a otra carga situada en cualquier punto. Esta propiedad del espacio se llama potencial. Potencial Potencial se define como:
El potencial V es un punto situado a una distancia r de una carga Q es igual al trabajo por unidad de carga positiva +q desde el infinito hasta dicho punto. Potencial Las líneas equipotenciales siempre son perpendiculares a las líneas del campo eléctrico. Las unidades del potencial se expresan en joules por coulomb o volts (V).
El potencial debido a una carga positiva es positivo.
El potencial debido a una carga negativa es negativo.
Un valor negativo para la energia potencial significa que, al separar las cargas, el trabajo se debe realizar en contra del campo electrico. Formula: V = Potencial electrico
Q = Carga
r = Radio A Diferencia de potencial En la electricidad practica, es de escaso interes el trabajo por unidad de carga para trasladar una carga al infinito. Con mas frecuencia deseamos conocer los requisitos de trabajo para mover cargas entre dos puntos. Lo aterior conduce el concepto de diferencia de potencial.
Diferencia de potencial La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo por unidad de cargas positivas que realizan fuerzas electricas para mover una pequeña carga de prueba desde el punto de mayor potencial al punto de menor potencial. La diferencia de potencial entre dos placas con cargas opuestas es igual al producto de la intensidad de campo por la separacion de las placas Experimento de Millikan de la gota de aceite Robert A. Millikan, un fisico estadounidense, diseño una serie de experimentos a principios de la decada de 1900. En un aparato, como se muestra en la figura, rocian pequeñisimas gotas de aceite en la region situada entre las dos placas metalicas. A partir de moleculas de aire, se liberan electrones estos se adhieren por si mismos a las gotas de aceite lo cual da por resultado que estas tengan una carga negativamente neta. Por medio de un microscopio se puede observar el movimiento descendente de las gotas de aceite, a medida van cayendo bajo la influencia de su peso y de la fuerza acendente provocada por el aire. Despues de registrar todos los datos necesarios para determinar la masa, se conecta una bateria con el fin de establecer un campo electrico uniforme. El campo se ajusta hasta que la fuerza electrica ascendente sea igual a la fuerza gravitacional, de modo que la gota quede inmovil. Las cargas observadas por Millikan no siempre fueron iguales, pero supuso que la carga minima debia ser la carga de un solo electron y las otras cargas de dos o mas electrones. Los calculos de la carga por este medio nos dan e= 1.6065x10 C, lo cual concuerda con gran medida con el valor correcto. -19 El electron volt Consideremos la energia de una particula cargada que se mueve a traves de una diferencia de potencial. Se dispone de varias unidades para expresar la medida de esta energia, pero la mayoria de las unidades que nos son familiares resultan inadecuadas porque son demasiado grandes. 1C de carga es demasiado grande cuando se aplica a unidades de particulas individuales, y la unidad correspodiente de energia es tambien muy grande. La unidad de energia mas conveniente en fisica atomica y nuclear es el electron volt. El electron volt El electron volt es una unidad de energia equivalente a la energia adquirida por un electron que es acelerado a traves de una diferencia de potencial de 1 volt. Gracias por su atencion Diferencia de potencial La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo por unidad de carga positiva que realizan fuerzas eléctricas para mover una pequeña carga de prueba desde el punto de mayor potencial al punto de menor potencial.
La diferencia de potencial entre dos placas con carga opuesta es igual al producto de la intensidad de campo por la separación de las placas.
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.
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