Diferencia de Potencial

Inicio » Física » Diferencia de Potencial
Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2018

La Diferencia de Potencial ocurre entre dos cargas, cuando una se encuentra con un mayor Potencial Eléctrico que otra. Este concepto es análogo a la Diferencia de Temperaturas, por ejemplo. Cuando un cuerpo se encuentra con una mayor temperatura que otro, ocurre una Transferencia de Calor. En términos eléctricos, cuando se presenta una Diferencia de Potencial, se propiciará el desplazamiento de una carga; es decir, una Corriente Eléctrica.

Batería con Diferencia de Potencial de 9 Volts

Potencial Eléctrico

Una carga eléctrica situada dentro de un campo eléctrico tendrá una energía potencial eléctrica, pues la fuerza que ejerce el campo es capaz de realizar un trabajo al mover la carga.

Un Potencial es Positivo si al conectar un cuerpo a tierra, por medio de un conductor eléctrico, los electrones fluyen desde el suelo al cuerpo; y será Negativo si al conectarlo a tierra los electrones fluyen en dirección opuesta.

El Potencial Eléctrico V en cualquier punto de un campo eléctrico es igual al trabajo T que se necesita realizar para transportar a la unidad de carga positiva q desde el Potencial cero hasta el punto considerado. Por lo tanto:

V = T / q

Donde:

V = Potencial eléctrico en el punto considerado medido en Volts (V)

T = Trabajo realizado en Joules (J)

q = carga transportada en Coulombs (C)

El Potencial Eléctrico es una magnitud escalar, y se define también como la Energía Potencial que tiene la unidad de Carga Eléctrica Positiva en un punto determinado, y se representa:

V = Ep / q

Donde:

V = Potencial Eléctrico en Volts (V)

Ep = Energía Potencial en Joules (J)

q = carga eléctrica en Coulombs (C)

Potencial Eléctrico en un punto de una carga

La Energía Potencial es igual al trabajo realizado en contra de las fuerzas eléctricas cuando se mueve una carga “q” desde el infinito hasta un punto determinado.

El Potencial Eléctrico V de una carga “q” es el mismo en todos los puntos que se encuentren a la misma distancia de su centro. Si se unen imaginariamente todos los puntos que tienen el mismo potencial en una carga puntual o de un cuerpo esférico cargado, se verán como esferas concéntricas, No se necesita realizar ningún trabajo eléctrico para llevar una carga de un punto a otro del mismo círculo concéntrico llamado también Superficie Equipotencial. Alrededor de un cuerpo electrizado, existen tantos círculos concéntricos (superficies equipotenciales) como potenciales eléctricos diferentes se consideren.

El Potencial eléctrico en un punto de una carga “q” se representa:

V = (k*q)/r

Donde:

V = Potencial Eléctrico en Volts (V)

k = Constante de Proporcionalidad con valor de 9x109 Nm2/C2

q = Carga Eléctrica en Coulombs (C)

r = Distancia entre el Potencial Eléctrico y la carga “q”

Diferencia de Potencial

Cuando tenemos dos cuerpos, uno con más carga que otro, y los conectamos mediante un conductor, fluirá la carga eléctrica del cuerpo con más carga al que tiene menos carga. Esta carga fluirá en forma de Corriente. Cuando esto sucede se dice que hay una Diferencia de Potencial entre los cuerpos.

La Diferencia de Potencial es lo que impulsa a las cargas a través del circuito. Al liberar una carga positiva en un campo eléctrico ésta se moverá hacia regiones de menor potencial eléctrico, si se liberan cargas negativas éstas se moverán hacia regiones de mayor potencial eléctrico. De acuerdo con esto, sólo cuando hay Diferencia de Potencial Eléctrico para cargas libres entre dos puntos, habrá corriente eléctrica.

La Diferencia de Potencial entre dos puntos cualesquiera A y B es igual al trabajo por unidad de carga positiva que realizan Fuerzas Eléctricas al mover una carga de prueba desde el punto A al B. Por tanto:

VAB = TAB / q

Donde:

VAB = Diferencia de Potencial entre los puntos A y B determinada en Volts (V)

TAB = Trabajo sobre una carga de prueba “q” que se desplaza de A a B, calculado en Joules (J)

q = Carga de prueba desplazada de A a B medida en Coulombs (C)

La Diferencia de Potencial entre dos puntos se puede calcular si se conoce el Potencial de cada uno y se obtiene su diferencia.

El trabajo realizado por la Fuerza Eléctrica para que la carga se mueva del punto A al B es independiente de la trayectoria seguida por la carga durante su desplazamiento.

La Diferencia de Potencial tiene muchas aplicaciones en la vida práctica, por ejemplo la Diferencia de Potencial entre dos polos de muchas pilas pequeñas es de aproximadamente 1.5V; la de algunas baterías es de 9V; en los acumuladores de los automóviles, generalmente es de 12V; entre los dos alambres de las instalaciones eléctricas de nuestras casas es 110V; entre dos de los cables que transmiten la energía eléctrica a grandes distancias es más de 100000 V.

Diferencia de Potencial entre Cables Eléctricos

Ejemplos de Diferencia de Potencial

1.- Si se requieren 2.16x10-5 Joules para mover una carga de 12x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (2.16x10-5 J) / (12x10-9 C)

V = 1800 Volts

2.- Si se requieren 3.52x10-5 Joules para mover una carga de 16x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (3.52x10-5 J) / (16x10-9 C)

V = 2200 Volts

3.- Si se requieren 2.64x10-5 Joules para mover una carga de 21x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (2.64x10-5 J) / (21x10-9 C)

V = 1257 Volts

4.- Si se requieren 4.14x10-5 Joules para mover una carga de 13x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (4.14x10-5 J) / (13x10-9 C)

V = 3185 Volts

5.- Si se requieren 2.48x10-5 Joules para mover una carga de 16x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (2.48x10-5 J) / (16x10-9 C)

V = 1550 Volts

6.- Si se requieren 1.96x10-5 Joules para mover una carga de 11x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (1.96x10-5 J) / (11x10-9 C)

V = 1781 Volts

7.- Si se requieren 1.32x10-5 Joules para mover una carga de 9x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (1.32x10-5 J) / (9x10-9 C)

V = 1467 Volts

8.- Si se requieren 1.68x10-5 Joules para mover una carga de 10x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (1.68x10-5 J) / (10x10-9 C)

V = 1680 Volts

9.- Si se requieren 3.61x10-5 Joules para mover una carga de 9.5x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (3.61x10-5 J) / (9.5x10-9 C)

V = 3800 Volts

10.- Si se requieren 4.89x10-5 Joules para mover una carga de 24x10-9 Coulombs, ¿Cuál es el Potencial Eléctrico de esa carga?

V = T / q

V = (4.89x10-5 J) / (24x10-9 C)

V = 2037.5 Volts

Citado APA: (A. 2018,05. Diferencia de Potencial. Revista Ejemplode.com. Obtenido 05, 2018, de https://www.ejemplode.com/37-fisica/4936-diferencia_de_potencial.html)

¡Ayúdanos a ayudarte! Por favor comparte este artículo.

  
Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2018

Búsqueda:

Deja un comentario


Acepto la política de privacidad.


Tweet