Potencial eléctrico frente a energía potencial eléctrica
El potencial eléctrico y la energía potencial eléctrica son dos conceptos muy valiosos en los campos eléctricos y la teoría electromagnética. En este artículo, discutiremos los conceptos básicos del potencial eléctrico y la energía potencial eléctrica primero y luego la diferencia entre los dos.
¿Qué es el potencial eléctrico?
Cuando se habla del potencial eléctrico, se requiere una comprensión clara del campo eléctrico para interpretar el término. Todas las cargas eléctricas, ya sean móviles o estacionarias, producen un campo eléctrico. También se puede producir un campo eléctrico utilizando cualquier campo magnético variable en el tiempo. Hay varios factores clave de los campos eléctricos, que es pertinente conocer. Estos son la intensidad de campo eléctrico, el potencial de campo eléctrico y la densidad de flujo eléctrico. La intensidad del campo eléctrico se define como la fuerza sobre una unidad de carga puntual del campo eléctrico. Esto viene dado por la fórmula E=Q/4πεr2; donde Q es la carga, ε es la permitividad eléctrica del medio y r es la distancia del punto al punto Q de carga. La fuerza sobre una carga puntual q colocada en ese punto es igual a F=Qq/4πεr2. Dado que q es 1 culombio, esto también es igual a la intensidad del campo eléctrico. El potencial eléctrico de un punto se define como la energía necesaria para llevar una carga puntual de 1 culombio desde el infinito hasta el punto donde se mide el potencial. Esta energía es igual al trabajo realizado sobre la carga al llevar la carga desde el infinito hasta el punto. Si ambas cargas son positivas, la fuerza que debe aplicarse para llevar la carga de prueba desde el infinito hasta el punto es siempre igual y antiparalela a la fuerza de repulsión entre las dos cargas. Integrando F, de infinito a r, con respecto a dr, obtenemos el potencial eléctrico (V) del punto, que es Q/4πεr. Como r siempre es positivo, si la carga es negativa, el potencial eléctrico también es negativo. Las unidades de potencial eléctrico son julios por coulomb. Un campo eléctrico estático es un campo conservativo. Por lo tanto, el potencial eléctrico de un campo eléctrico estático es independiente de la trayectoria. El potencial eléctrico de dicho campo depende únicamente de la posición.
¿Qué es la energía potencial eléctrica?
La energía potencial eléctrica se define como la energía almacenada debido al potencial eléctrico al tomar una carga desde el infinito hasta el punto dado. Se puede ver que, dado que el potencial eléctrico es igual al trabajo requerido para traer una unidad de carga, la energía potencial eléctrica es el producto del potencial eléctrico y la carga que se trae. Dado que la energía potencial=Vq, si tanto V como q son del mismo signo, lo que significa que Q y q son del mismo signo, la energía potencial es positiva. Se requiere un trabajo externo para traer la carga. Si los signos son diferentes, la energía potencial se vuelve negativa. Esto indica que el trabajo se realiza desde el propio sistema.
¿Cuál es la diferencia entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica?
• El potencial eléctrico depende únicamente de la carga en la que se mide el potencial. La energía potencial eléctrica depende de ambas cargas.
• El potencial eléctrico se mide en voltios o julios por culombio. La energía potencial eléctrica se mide en julios.
