Interferencia
Eugenio Giraldo Tobón
Escuela de ingeniería de Antioquia EIA Electromagnetismo y ondas
Potencial eléctrico
1. Objetivo Resolver problemas básicos de energía, potencial y campo eléctrico a partir de un tratamiento escalar de la electrostática. 2. Conceptos a desarrollar • Energía potencial eléctrica de cargas en campos uniformes y entre cargas puntuales. • Potencialeléctrico de cargas puntuales y distribuciones continúas de carga. • Gradiente del potencial eléctrico. 3. Introducción Se estudiara la interacción electrostática desde el punto de vista escalar, para esto se recurrirá a lo estudiado en los capítulos anteriores respecto a la fuerza y campo eléctrico, la noción de trabajo, el conceptos de fuerza conservativa y el teorema del trabajo y la energía permitiránestructurar el concepto de energía eléctrica (energía potencial eléctrica). De manera análoga a la relación existente entre fuerza eléctrica y campo eléctrico, se establecerá una relación entre energía eléctrica y un nuevo concepto, Potencial eléctrico, el cual es núcleo central de este capitulo. Esto permitirá comprender lo que es un voltaje y dará luces en la comprensión de algunas situacionesfísicas con importantes aplicaciones prácticas. Finalmente a partir del potencial se estudiará una forma alternativa para calcular el campo eléctrico. 4. Metodología Para esta sección se debe retomar algunos conceptos aprendidos en el curso de Física Mecánica, un pequeño resumen de ellos se encuentra en este documento en el numeral 5. Conceptos Previos, si considera necesario debe retomar lasnotas del curso anterior o remitirse a un texto de física para afianzar. Después usted encontrará en este documento una serie de pasos para desarrollar el concepto de energía potencia eléctrica, intente descubrir de manera individual, siguiendo los pasos, la energía potencia eléctrica en los casos que se indican en ese numeral. A partir de lo anterior se definirá el concepto de potencial eléctrico,este se discutirá en clase, pero al leer en libro y resolver las preguntas de este documento tendrá un derrotero para el trabajo en clase. Finalmente aparece en este documento un resumen de las formulas y una serie de ejercicios que se discutirán en clase con sus respectivos dibujos, esto con el fin de optimizar el tiempo en clase. Se espera que esta parte la aproveche para entender la dinámica deresolución de algunos problemas típicos.
5. Conceptos Previos
Ciencias Básicas
Área de Física
Electromagnetismo y Ondas
Interferencia
Eugenio Giraldo Tobón
Para facilitar la comprensión del tema de este capitulo debe repasar los conceptos de: r ˆ Vector posición: en coordenadas rectangulares r = x ˆ + y ˆ + z k , en coordenadas i j ˆ esféricas r = r u r , etc. b r r Trabajo:Wa?b = ? F ? dr
a
Fuerza conservativa: se dice que una fuerza es conservativa si el trabajo que ella realiza r r no depende de la trayectoria, es decir W = ? F ? dr = 0
Teorema del trabajo y la energía: W = ?E k o W = ?K Para fuerzas conservativas: W = ??E p o W = ??U
6. Energía Potencia eléctrica y En esa parte vamos a estudiar un concepto muy familiar en nuestra vida cotidiana, es + + + ++ + ++ + + + + + + + + + + + + + + + frecuente escuchar decir que para ahorrar ya energía hay que apagar las bombillas que +q a no estemos utilizado, desconectar los E cargadores del celular etc. También es b posible que dentro de poco tiempo le yb empiece a preocupar los costos de la + energía en la factura de servicios públicos, asunto que hasta ahora es posiblemente – – – – – – – – – – – – – — – – – – – – – – – – responsabilidad de sus padres. xa xb ¿Qué es lo que hace la empresa prestadora Figura 1 Trabajo de la fuerza eléctrica de servicios públicos para que nosotros en un campo uniforme debamos pagarle por poner a funcionar los electrodomésticos de nuestro hogar? La respuesta a esta pregunta no la aclararemos del todo en este capítulo, pero nos femaremos una idea de cómo…
