Potencial eléctrico -Teoría
Summary
TLDREl video ofrece una explicación detallada sobre el potencial eléctrico, una concepto fundamental en física que describe la energía potencial que una carga tiene debido a su posición en un campo eléctrico. Se utiliza una analogía con la energía potencial gravitatoria para facilitar la comprensión, comparando el movimiento de una carga positiva hacia una placa negativamente cargada con el de una pelota que se eleva hacia el techo contra la fuerza de la gravedad. Se discuten las unidades de trabajo (julios) y voltaje (julios por coulomb), y se muestra cómo el trabajo necesario para mover una carga en un campo eléctrico se relaciona con su energía potencial. Además, se presentan cuatro ecuaciones clave que describen la relación entre trabajo, campo eléctrico, carga y distancia, proporcionando una base sólida para entender el potencial eléctrico y su aplicación en problemas prácticos.
Takeaways
- 😀 El potencial eléctrico se define como la energía potencial por unidad de carga en un campo eléctrico.
- 🔋 El potencial eléctrico se relaciona con el trabajo realizado para mover una carga de un punto a otro en el campo eléctrico.
- ⚡ El potencial eléctrico se expresa en voltios (V) y se define como la diferencia de potencial entre dos puntos.
- 💡 La diferencia de potencial se conoce como voltaje y se mide en volts (V).
- 📏 El trabajo realizado para mover una carga del punto A al punto B se relaciona con el campo eléctrico, la distancia y la carga misma.
- 🧲 El campo eléctrico existe entre dos placas cargadas con polaridades opuestas, y va de la placa positiva a la negativa.
- 🔄 La energía potencial eléctrica de una carga depende de su posición en el campo eléctrico.
- 📐 El trabajo realizado para mover una carga se convierte en energía potencial eléctrica almacenada en la carga.
- ⚖️ El trabajo de mover una carga es igual a la energía potencial eléctrica de la carga en su nueva posición.
- 📝 Las ecuaciones fundamentales relacionadas con el potencial eléctrico se derivan del trabajo realizado para mover una carga en un campo eléctrico.
Q & A
¿Qué es el potencial eléctrico?
-El potencial eléctrico es una medida de la energía potencial que tiene una carga en un campo eléctrico. Es la energía que se necesita para mover una carga desde un punto a otro en el campo eléctrico.
¿Cómo se forma el campo eléctrico entre dos placas cargadas?
-El campo eléctrico se forma entre dos placas cargadas cuando una está cargada positivamente y la otra negativamente. Las líneas de flujo del campo eléctrico van de la placa positiva a la placa negativa.
¿Por qué una carga positiva se atrae hacia una placa cargada negativamente?
-Una carga positiva se atrae hacia una placa cargada negativamente debido a que las cargas opuestas se atraen entre sí según la Ley de Coulomb.
¿Cómo es el proceso de mover una carga positiva desde una placa negativa hacia una placa positiva?
-Al intentar mover una carga positiva lejos de una placa negativa hacia una placa positiva, se aplica una fuerza contra la atracción entre las cargas opuestas. Este proceso requiere trabajo, el cual se convierte en energía potencial eléctrica.
¿Cómo se compara el potencial eléctrico con la energía potencial gravitatoria?
-El potencial eléctrico se compara con la energía potencial gravitatoria a través de una analogía. Al igual que se requiere trabajo para elevar una pelota contra la fuerza de la gravedad, se requiere trabajo para mover una carga a través de un campo eléctrico, lo que resulta en energía potencial.
¿Cómo se calcula el trabajo necesario para mover una carga en un campo eléctrico?
-El trabajo necesario para mover una carga en un campo eléctrico se calcula multiplicando la fuerza eléctrica por la distancia recorrida. La fuerza eléctrica es igual al campo eléctrico dividido por la carga.
¿Cuál es la unidad de medida del trabajo?
-La unidad de medida del trabajo es el julio (J), que es igual a newton-metro (N·m).
¿Qué es la diferencia de potencial y cómo se relaciona con el voltaje?
-La diferencia de potencial, también conocida como voltaje, es la cantidad de trabajo necesario para mover una unidad de carga de un punto a otro en un campo eléctrico. Se mide en volts y es igual al trabajo realizado por unidad de carga.
¿Cómo se define el voltaje en términos de energía potencial eléctrica?
-El voltaje se define como la energía potencial eléctrica por unidad de carga. Es la cantidad de energía que una carga adquiere o pierde al moverse desde un punto a otro en un campo eléctrico.
¿Cómo se relaciona el trabajo con el campo eléctrico y la carga en el cálculo del voltaje?
-El voltaje entre dos puntos es igual al trabajo realizado para mover una carga entre ellos, lo que se calcula como el campo eléctrico multiplicado por la carga y luego por la distancia entre los puntos.
¿Por qué la energía potencial eléctrica aumenta cuando una carga se acerca a una fuente de campo eléctrico?
-La energía potencial eléctrica aumenta cuando una carga se acerca a una fuente de campo eléctrico porque la fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre la carga y la fuente del campo disminuye la cantidad de trabajo necesario para mantener la carga lejos de la fuente, aumentando así su energía potencial.
Outlines
📌 Introducción al potencial eléctrico
Este primer párrafo introduce el concepto de potencial eléctrico. Se describe la interacción entre dos placas cargadas, una positiva y otra negativa, y el campo eléctrico que existe entre ellas. Se utiliza la analogía de una pelota que se eleva contra la fuerza de la gravedad para explicar cómo el trabajo realizado al mover una carga positiva en un campo eléctrico se almacena como energía potencial eléctrica. Además, se menciona la relación entre el trabajo, la fuerza eléctrica y la distancia recorrida.
🔋 Definición y unidades del potencial eléctrico
En el segundo párrafo se define el potencial eléctrico y se le conoce como voltaje, que es la energía potencial eléctrica por unidad de carga. Se establece que el voltaje es el trabajo necesario para mover una carga en un campo eléctrico y se relaciona con la fuerza por la distancia recorrida. Se introducen las unidades de medida para el trabajo (julios) y el voltaje (julios por coulomb), y se proporciona un ejemplo práctico para ilustrar cómo se calcula el trabajo requerido para mover distintas cargas en un campo eléctrico dado.
🔗 Trabajo y energía potencial en campos eléctricos
El tercer párrafo profundiza en la analogía entre el trabajo y la energía potencial en campos eléctricos y gravitacionales. Se destaca cómo el trabajo realizado al acercar una carga a un campo eléctrico generado por una placa positiva aumenta su energía potencial. Se repite la importancia de entender que el trabajo realizado al mover una carga se convierte en energía potencial eléctrica. Finalmente, se cierra el vídeo con una promesa de explorar problemas prácticos en siguientes videos y se desped con un saludo.
Mindmap
Keywords
💡potencial eléctrico
💡carga eléctrica
💡campo eléctrico
💡fuerza eléctrica
💡trabajo
💡energía potencial
💡voltaje
💡unidades de trabajo
💡unidades de voltaje
💡líneas de flujo
💡analogía
Highlights
Definición del potencial eléctrico y su importancia en la física.
Explicación del campo eléctrico entre dos placas cargadas positiva y negativamente.
La atracción entre cargas opuestas y su relación con el campo eléctrico.
Analogía del potencial eléctrico con el potencial gravitatorio usando una pelota y un espacio entre piso y techo.
Relación entre el trabajo realizado y la energía potencial.
La energía potencial eléctrica depende de la posición de la carga en el campo eléctrico.
El trabajo de mover una carga se almacena como energía potencial eléctrica.
Fórmula para calcular el trabajo eléctrico: Fuerza por distancia.
Unidades de medida del trabajo y el voltaje: julios y julios por coulomb.
Ejemplo práctico de cálculo del trabajo necesario para mover una carga en un campo eléctrico.
Definición del voltaje como la diferencia de potencial eléctrico.
La relación entre el voltaje y el trabajo realizado para mover una carga.
Explicación de las cuatro ecuaciones fundamentales relacionadas con el potencial eléctrico y el trabajo.
Importancia de la posición de la carga en el campo eléctrico para la energía potencial.
El aumento de la energía potencial al acercar la carga al campo eléctrico generado por una placa positiva.
La analogía utilizada para comprender mejor el concepto de energía potencial eléctrica.
Aplicación de las fórmulas aprendidas en problemas prácticos de física.
Transcripts
en este vídeo vamos a definir lo que es
el potencial eléctrico antes de
definirlo hay que explicar algunos
conceptos bien imaginemos que tenemos
dos placas
esta placa de aquí está cargada
positivamente
y esta placa de aquí
está cargada negativamente
entre ellas existe un campo eléctrico
que va de la placa positiva a la placa
negativa lo voy a poner por acá por acá
arriba sí pero estas líneas de flujo de
campo magnético perdón de campo
eléctrico existen de lo positivo al
negativo campo eléctrico bien ahora
supongamos que tenemos una carga
positiva si si tenemos una carga
positiva obviamente esa carga positiva
va a estar pegada a la placa negativa
porque recuerda que las cargas opuestas
se atraen ahora
si yo trato de agarrar esa carga digo
supongamos que yo puedo agarrarla
supongamos que yo agarro esa placa y la
trató de mover hacia la placa positiva
va a haber una fuerza que me va a poner
a que yo la mueva a la placa positiva sí
y en algún momento esa partícula tuvo
esa carga ya va a estar aquí y ahora en
digamos está en el punto aquí está el
punto a y la móvil al punto b si para
hacer esta analogía imaginemos que
tenemos una pelota aquí aquí está el
piso y aquí ahí pues digamos que aquí
está el techo
entonces si yo agarro esta pelota y la
trató de subir al techo pues digamos que
la tomo subo por las escaleras y
finalmente llegó al techo y aquí tengo
la pelota sí
ahora
esto es una analogía de cómo trabaja el
potencial eléctrico de la energía
potencial eléctrica y la energía
potencial gravitatoria el hecho de subir
esta pelota que está aquí abajo a
subirla acá arriba me requirió un
trabajo si me tuvo tuve que haber
vencido la fuerza de gravedad entonces
batallo batallo batallo subo subo subo y
hasta llegar a este punto
yo tengo una energía potencial si es lo
mismo que pasa aquí cuando hablamos de
la carga eléctrica yo estoy en este
punto en el punto a digamos que estoy
aquí entonces cuando tomo la carga y la
voy empujando hacia la izquierda
entonces estoy tratando de vencer la
fuerza eléctrica o en este caso sería la
fuerza de gravedad si hasta que llegó a
este punto y en ese punto digamos que
tengo la energía potencial en este caso
la energía potencial que es debido a su
posición es igual a cero y aquí digamos
que tenemos la máxima energía potencial
debido a su posición
entonces igual la energía potencial
eléctrica depende de la posición de la
carga en un campo eléctrico entonces
todo este trabajo que estoy realizando
de llevar la carga a la carga se va
almacenando en la carga se va
almacenando de manera de energía
potencial eléctrica entonces el trabajo
digamos que el trabajo de llevar a la
carga del punto a al punto b
es igual a la energía potencial de
llevar la carga del punto a al punto b
si ese trabajo que estoy realizando lo
está almacenando la carga de manera en
energía potencial eléctrica si
recordamos
el trabajo
lo voy a poner de ave el trabajo de
mover la partícula del punto a al punto
b recuerda que según las unidades del
trabajo eran igual a fuerza por
distancia qué distancia esta distancia
que está aquí
esta distancia
ok ahora
esta fuerza es la fuerza eléctrica
recuerda que yo tengo una fórmula que
dice campo eléctrico es igual a fuerza
sobre carga si yo despejo la fuerza de
aquí me queda igual la fuerza perdón me
queda igual al campo eléctrico
por carga
por distancia si bien aquí lo voy a
dejar un momento antes de nada antes que
nada vamos a recordar las medidas las
unidades del trabajo el trabajo las
unidades son fuerzas por distancia que
son newton por metro
newton por metro se le llama llull
o simplemente j sí newton por metro es
igual a julie ahora esta ecuación
voy a poner aquí esta ecuación de fuerza
por distancia o campo eléctrico por
carga por distancia le voy a llamar la
ecuación número uno
aquí le voy a poner número 1 ahora esto
que estamos haciendo no es potencial
eléctrico es energía potencial eléctrica
que es igual es una manera de la
analogía de decir que está en la energía
potencial pero gravitacional sí entonces
este es el trabajo que se realizó de
mover la carga del punto a al punto b y
ese trabajo es igual a energía potencial
eléctrica que es igual a la fuerza por
distancia y simplemente hice estas
ecuaciones estás igual acciones pero
bueno vamos a poner las ecuaciones más
no va a poner aquí el trabajo ave es
igual a la fuerza por distancia luego
pone más bonito la ecuación 2
trabajo del punto a al punto b es igual
a el campo eléctrico por carga por
distancia
ahora vamos a definir lo que es el
potencial eléctrico o lo que es la
diferencia de potencial a la diferencia
de potencial se le conoce como voltaje
voltaje voltaje igual a potencial
eléctrico
o potencial eléctrico o diferencia de
potencial cualquiera de esas dos
diferencia de potencial con cualquiera
de esas dos lo vamos a conocer ahora
vamos a definir las unidades del voltaje
pues son los volts entonces vamos a
definirlo y vamos a decir la diferencia
de voltaje de mover una carga del punto
a al punto b es igual al trabajo que se
realiza de mover esa carga del punto a
al punto b sobre
la carga o por unidad de medida que en
este caso sería coulón si entonces
recordemos que las unidades del trabajo
son jules entonces esto sería jules
sobre coulón ahora vamos a hacer un
ejemplo digamos que mi voltaje el
voltaje de mover un cierta carga del
punto a al punto b es igual a 10 hills
sobre colom ok entonces si yo tengo una
carga de un colon me va a tomar cuánto
trabajo 10 hills si yo tengo una carga
de 2 kilos me va a tomar cuánto pues 10
por 220 jules me va a tomar más trabajo
va a tomar más energía es una carga de 3
colom se me va a tomar 31 va a tomar más
trabajo más energía de mover la del
punto a al punto b si bien
vamos a borrar aquí esto de aquí por que
estas ecuaciones ya las tengo
acá del lado derecho
ahora
el voltaje del punto a
al punto de dijimos que era igual
el trabajo
del punto a al punto b entonces vamos a
sustituir a que es igual a esto es igual
a
por q por d simplemente estoy igualando
lo que es el trabajo que ya lo tenemos
acá por q por de el campo eléctrico por
carga por distancia entre la carga donde
si te das cuenta
digamos que esta es la ecuación número 3
este de aquí este de aquí la que tengo
aquí está la ecuación número 4 pero no
lo voy a escribir porque pues si tú te
das cuenta aquí podemos eliminar carga
con carga y finalmente la ecuación
número 4 nos queda el voltaje
entre los dos puntos a ive es igual al
campo eléctrico que existe por la
distancia y esas son las cuatro
ecuaciones que nosotros acabamos de
inferir 1 2 3 4 bien
espero te haya quedado claro este tema
es muy interesante sobre las energías
como el mover de una carga del punto a
sí que digamos que la energía potencial
eléctrica que tiene en este punto es
cero que es igual que la energía
potencial gravitacional que tiene este
punto de cero ayudarla subiendo subiendo
subiendo que depende de su posición en
el campo gravitacional va aumentando esa
energía potencial al ir acercando más
esta carga hacia el más cercano al campo
eléctrico generado por la placa positiva
va aumentando su energía potencial
positiva qué bueno que se realiza es
estar realizando un trabajo y esa se
está almacenando de manera de energía
potencial eléctrica si todo fue una
analogía para llegar a estas 4
formulitas recuerda que las unidades del
trabajo son jules las unidades del
voltaje son jules sobre colom
hicimos un ejemplo dijimos que ok una
carga de un colon me toma 10 hills
moverla de punto a al punto b una carga
de dos columnas me toma el dos
si este es el primer vídeo de teoría que
a temas porque en los siguientes vídeos
vamos a hacer problemitas en cuanto al
potencial eléctrico bye chicos
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