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CONCEPTO
• La electrostática es parte de la física que es
estudia el comportamiento de las cargas
eléctricas en reposo.
FORMAS DE CARGAR ELÉCTRICAMENTE UN
CUERPO
• 1.- Por Frotamiento.- Si se frotan dos materiales diferentes entre si,
los electrones de uno de ellos son transferidos al otro, quedando
cargados con cargas de signos opuestos.
• El material que capta electrones tendrá carga negativa y el material
que cede sus electrones tendrá entonces carga positiva.
• 2.- Por Contacto.- Si un cuerpo cargado previamente es puesto en
contacto con otro neutro, le comunica parte de su carga, logrando
que ambos queden cargados con electricidad del mismo signo.
• 3.- Por Inducción.- Si un cuerpo cargado previamente se acerca a
uno neutro, obliga a este último a un desplazamiento de su carga, la
de signo contrario, hacia la zona más próxima al cuerpo cargado. Si
se retira el cuerpo cargado, el cuerpo vuelve a reordenar su carga y
sigue neutro.
Por Contacto
. . . los electrones del cuerpo neutro son atraídos por la carga positiva
Durante el contacto pasan electrones
al cuerpo cargado positivamente
Terminando el contacto, quedan ambos
Con carga positiva
Por Inducción
CONVERSIÓN DE LA CARGA ELÉCTRICA
• Cuando se frota un cuerpo con otro, o al ponerse en
contacto, no se crea carga eléctrica sino simplemente
existe una transferencia de cargas que altera
ligeramente la neutralidad de ambas. Podemos
concluir diciendo que la carga eléctrica se conserva.
En contacto
Antes del contacto
Después del contacto
q1 + q2 = q’1 + q’2
Además, se debe cumplir: q’1 = q’2, (por tener la misma forma y tamaño).
Luego:
q’1 = q1 + q2
2
y
q’2 = q1 + q2
2
CUERPOS BUENOS Y MALOS CONDUCTORES
• a.- Cuerpos buenos conductores.- Se les llama
también “conductores”. Son aquellos que contienen
gran cantidad de cargas libres, en su mayoría son
electrones que pueden circular a través de dicho
cuerpo.
• b.- Cuerpos malos conductores.- Se les llama
también “dieléctricos”. Son aquellos que poseen
cargas difíciles de mover bajo la acción de un campo
externo.
DISTRIBUCIÓN SUPERFICIAL DE LAS CARGAS
• La electricidad se distribuye en la superficie exterior de los
conductores. Parece extraño que estando cargado
eléctricamente un cuerpo conductor, no tenga absolutamente
ninguna carga en su interior; pero esto es explicable porque
como las cargas son todas del mismo signo, se rechazan entre
si y van a la superficie exterior, pues así están lo mas lejos
posible unas de otras.
DENSIDAD DE CARGA SUPERFICIAL
• Mide la distribución superficial de carga por cada unidad de
área:
O =q /A
• En caso de las esferas, las cargas están uniformemente
distribuidas; es decir, en cada “centímetro cuadrado” de su
superficie hay el mismo número de cargas
• En los conductores no esféricos la densidad no es uniforme,
hay más cargas en las partes convexas que en las partes llanas.
Zona de mayor
Densidad
eléctrica
PODER DE LAS PUNTAS:
Si un cuerpo cargado tiene puntas, la densidad eléctrica en ellos es muy grande; tanto que si la
densidad es suficientemente grande, las cargas allí acumuladas pueden saltar al aire libre y cargar
eléctricamente las moléculas gaseosas que son repelidas por las cargas del conductor generándose
de esta manera el llamado “viento eléctrico”, capaz de apagar una vela.
Este principio se basa el PARARRAYOS, construido por Benjamín Franklin.
Unidades de “O ”:
C/cm2, u.a.q/m2, statC/cm2, etc.
LEYES DE LA ELECTROSTÁTICA
• Ley Cualitativa.- Las cargas eléctricas del mismo signo se
repelan y las cargas eléctricas de signos diferentes se atraen.
• Ley Cuantitativa o ley de Coulomb.- En 1785, Charles
Agustín Coulomb realizo las primeras investigaciones
cuantitativas sobre la fuerza eléctrica entre cargas, llegando a
la conclusión siguiente: “la fuerza d atracción o repulsión
eléctrica entre cargas es directamente proporcional al producto
de las mismas; pero inversamente proporcional al cuadrado de
la distancia que los separa”.
Ley Cualitativa
Repulsión
Atracción
Ley Cuantitativa o ley de Coulomb
F
F
q1
q2
d
F = k q1 . q2
d2
BALANZA DE TORSION COULOMB
T = torque de torsión
ө = ángulo de torsión
T = n . ө (“n” constante)
L.F=n.ө
. . . . (1)
F = k q1 q2
. . . . (2)
d2
Reemplazando en (1) y (2):
k = _1_
4ΠE0
Donde “E0” es una constante llamada “permitividad eléctrica del vació o del aire”.
E0 = 8.854 x 10-12 C2/N . M2
Por tanto, la ecuación de Coulomb se puede expresar también:
F=
1 . q1 q2 =
4ΠE0
d2
q1 q2
4ΠE0
¿CÓMO SE DESCARGAN LOS CUERPOS CONECTADOS
A TIERRA?
• Debemos considerar a la tierra como un cuerpo conductor,
aislado en el espacio y cargado negativamente, capaz de ceder
o admitir electrones. Con esta hipótesis se explica que cuando
conectamos a tierra un conductor cargado positivo o
negativamente este se descargue.
• Si el cuerpo esta cargado positivamente, la tierra entrega
electrones hasta que alcanza el equilibrio; si lo esta
negativamente, los electrones que el cuerpo tiene en exceso
pasan a la Tierra, que siempre admite mas electrones.
¿CÓMO SE DESCARGAN LOS CUERPOS CONECTADOS
A TIERRA?
La tierra entrega electrones al cuerpo hasta que
alcance el equilibrio de cargas
El cuerpo de electrones hasta que alcance el
equilibrio de carga
El cuerpo tiene carga neutra (se ha descargado)
El cuerpo tiene carga neutra (se ha descargado)
¿QUÉ ES UN ELECTROSCOPIO?
• Es un dispositivo que permite comprobar si un cuerpo esta
cargado o no. El “Electroscopio de hoja” es un aparato
bastante sencillo. Consta de una barra conductora que en uno
de sus extremos tiene una esfera y en el otro extremo, hojas
finales de metal (oro, aluminio, etc.) las cuales se mueven en
torno a su eje de suspensión.
• Si se frota una barra de vidrio, por ejemplo, con ella se toca la
barra metálica del electroscopio, las cargas eléctricas positivas
de la barra de vidrio pasan a la barra metálica del electroscopio
y llegan hasta las hojuelas; como estas tiene cargas de la
misma naturaleza, se rechazan y quedan abiertas.
CARGA Y MASA DEL ÁTOMO
PARTICULA
CARGA
MASA
Protón
+1.6 x 10-19 C
1.67 x 10-27 Kg.
Neutrón
0
1.67 x 10-27 Kg.
Electrón
-1.6 x 10-19 C
9.11 x 10-31 Kg.
En este texto trabajemos con “cargas discretas”, es decir; cargas que se comportan como “cargas puntuales”.
PRINCIPIO DE SUPERPOSICION
• Si se tienen varias cargas estáticas, la fuerza que ejercen sobre
una partícula cargada colocada cerca de ellas será igual a la
resultante de las fuerzas que ejercen cada una de las partículas
como si las demás no estuvieran presente.
La fuerza sobre “q0” debida a q1, q2, q3 y q4 será:
F1 = fuerza ejercida solo por “q1” sobre “q0”
FR = F1 + F2 + F3 + F4
F2 = fuerza ejercida solo por “q2” sobre “q0”
Donde:
F3 = fuerza ejercida solo por “q3” sobre “q0”
F4 = fuerza ejercida solo por “q4” sobre “q0”
FR = fuerza total sobre la partícula “q0”
EJERCICIOS
•
1.- Un estudiante realiza un experimento para medir la carga eléctrica de cuatro
cuerpos. Los siguientes son sus resultados experimentales: Q1 = 2.4 x 10-19 C, Q2 =
11.2 x 10-19 C, Q3 = 8.8 x 10-19 C, Q4 = 8.0 x 10-19 C; ¿Cuales de estos resultados no
son correctos? (carga del electrón = 1.6 x 10-19 C)
Q1 = 2.4 x 10-19 C = 1.5
1.6 x 10-19 C
(Incorrecto)
Q2 = 11.2 x 10-19 C = 7
1.6 x 10-19 C
(Correcto)
Q3 = 8.8 x 10-19 C = 5.5
1.6 x 10-19 C
(Incorrecto)
Q4 = 8.0 x 10-19 C = 5
1.6 x 10-19 C
(Correcto)
•
2.- Se tiene dos bloques de igual masa, cargas “Q” de 980 statcoulomb y
distanciados 7 cm. Si suponemos fijo al bloque “A”, hallar el mínimo coeficiente de
fricción “μs”, de modo que por la atracción eléctrica, no se produzca el
desplazamiento del bloque “B”.
d
A
+Q
-Q
B
μs
mg
Por las unidades empleadas: k = 1 din. cm2 / statcoul2
F
F = k . Q2 (por coulomb)
d2
Por condición, la fuerza de atracción debe anularse con el
rozamiento, es decir:
fs = F
μs N = k . Q2
μs (mg) = Q2
d2
d2
μs = Q2 =
(980)2__
d2 mg
(7)2(20)(980)
B
fs = μs . N
N
μs = 1
• 3.- Si tienen dos cargas que se atraen con una fuerza de 1N. ¿Con que
fuerza se atraerán cuando su distancia de separación se duplique?
q1
F
F
d
Cuando se atraen su distancia es duplicada
F1 = k q 1 q 2 = k q 1 q 2
(2d)2
4d2
q2
F = k q1 q2
d2
. . . . . . . (2)
Dividiendo (2) / (1):
F1
F
=
k q1 q2 / 4d2
k q1 q2 / d2
F1
=
F
4
=
1N
4
F1 = 0.25 N
. . . . . (1)
• 4.- Dos esferas similares de masa “m” que se cuelgan de sendos hilos de
igual longitud “L”, llevan cargas iguales “q”, tal como se muestra en la
figura. Suponiendo que “ө” es muy pequeño, demostrar que:
X=3
ө
q2 . L
2πE0mg
L
L
q
q
x
T
T cosө
q
T senө
mg
Σ FH = 0:
T senө = F . . . . . . .
Σ FV = 0:
T cosө = mg . . . . . . .
Dividiendo (1) y (2):
tanө = F/mg
(1)
(2)
tanө ≈ senө = x/2
L
Por otro lado, la ley de Coulomb:
F = 1 ( q . q ) = q2__
4πE0
x2
4πE0x2
Reemplazando en (3):
X =
q2
2L 4πE0x2
(
1 )
mg
X=3
q2 . L
2πE0mg
CAMPO ELECTRICO
• Es la región del espacio donde se manifiestan las
acciones eléctricas de las cargas eléctricas; es decir,
es la región que rodea las cargas.
• Teóricamente el campo eléctrico de una carga es
ilimitado; sin embargo, en la practica se ve que su
acción esta limitado a los alrededores de la carga.
INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO “E”
• Es una magnitud vectorial cuyo valor mide la acción
del campo eléctrico en cada punto de dicho campo.
• Su valor cuantifica como la fuerza eléctrica que
actuaría sobre una carga eléctrica positiva unitaria, en
un punto del campo eléctrico.
- Para cargas positivas
q0
F
+
q
E
- Para cargas negativas
E=F
q0
E
F
q0
F = fuerza eléctrica
q0 = carga unitaria
q = carga poseedora del campo
•
Unidades de E: N/C, din, statcoulomb, etc.
La intensidad del campo eléctrico no depende de la carga de prueba “q0”.
+
F
q
d
Por la ley de Coulomb:
F = kqq0
d2
. . . (1)
Por definición:
EA = F
q0
. . . (2)
Luego, reemplazando (1) en (2):
EA = kqq0/d2
q0
EA = kq
d2
q0
EA
• Es decir, |E| solo depende de la distancia a la cual se encuentre
el punto en donde se desea hallar la intensidad de campo y de
la carga “generada” o poseedora del campo.
Como “kq” es constante para los tres
puntos, se puede escribir:
• Luego, |E| varia inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia “di”.
• La grafica de “E” en función de esta distancia para una carga
puntual “q” será:
CAMPO DEBIDO A VARIAS CARGAS
• Para calcular el campo eléctrico creado por varias
cargas puntuales, debemos encontrar la resultante
vectorial de los campos creados por cada carga
puntual
El campo creado por la “n” cargas en el punto “P” será:
E P = E1 + E2 + E3 + . . . + En
INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN
UNA ESFERA CONDUCTORA
• Ya dijimos que en los conductores, las cargas
se distribuyen en su superficie; para una esfera
conductora la densidad de carga será constante
alrededor de toda su superficie
Además, se demuestra que el campo generado en un punto exterior a ella,
situado a una distancia “d” de su correo, es igual a:
Para d = R, estaremos calculando el campo en puntos situados sobre
la superficie esférica. Entonces:
EB = k.Q/R2
•
Estas formulas son muy importantes. Nos indican que la esfera se comporta como si
toda su carga estuviese concentrada en su centro, de modo que puede considerarse
como si fuese una carga puntual.
* Si la esfera fuese hueca, el campo eléctrico en su interior será igual a cero.
• El grafico de “E” en función de la distancia “d” para un
conductor esférico hueco será:
Este grafico es valido aun cuando la esfera conductora sea sólida.
¿COMO SE DESCRIBE EL CAMPO
ELÉCTRICO?
• El campo eléctrico, así como el magnético, pueden
presentarse mediante líneas de fuerza, las mismas que
fueron ideadas por Michael Faraday.
- LINEA DE FUERZA
- POTENCIAL ELECTRICO
LINEA DE FUERZA
• Es la trayectoria que seguiría una carga puntual
positiva que se encuentra en el campo
eléctrico.
• Sus características:
CARACTERÍSTICAS DE LINEA DE FUERZA
1.- Las líneas de fuerza son continuas, siendo
tangente a ellas la dirección del vector
intensidad de campo eléctrico.
2.- Las líneas de fuerza son tales que salen en las
cargas positivas y entran a las cargas negativas.
Campo eléctrico
producido por una
carga positiva
Campo eléctrico
producido por una
carga negativa
Campo eléctrico
producido por dos
cargas de signos
contrarios
Campo eléctrico
producido por dos
cargas positivas
3.- Las líneas de fuerza son tales que siempre
cortan perpendicularmente a las superficie de
los “conductores”.
Esfera conductora
Las líneas de fuerza
Salen radicalmente
Conducto de superficie plana
4.- Las líneas de fuerza se distribuyen de modo que su
espaciamiento relativo es proporcional al modulo de “E”. La
intensidad de campo “E” es mayor en donde las líneas de
fuerza estén cercanas que en donde las líneas estén mas
alejadas.
5.- Si las líneas de fuerza son paralelas, entonces “E”
es constante. Por ejemplo, para el caso de dos placas
paralelas grandes:
POTENCIAL ELÉCTRICO “V”
• Magnitud escalar cuyo valor mide el trabajo realizado sobre
cada unidad de carga positiva para transportarla desde el
infinito hasta aquel punto donde se desea calcular el potencial,
dentro de un campo eléctrico.
Matemáticamente: V = W ∞ → A
q0
Donde
W ∞ → A = trabajo realizado al transportar la carga “q0” desde el infinito hasta
el punto “A”.
q0 = carga transportada
VA = potencial eléctrico en el punto “A”.
Unidad del potencial en el S.I.:
1 V = 3.336 x 10-3 statvolt
1 statvolt = 299.8 V ≈ 300V
Mediante el “Calculo Infinitesimal” se deduce:
VA = kQ
d
Donde: Q = carga generadora del campo
d = distancia del punto “A” a la carga “Q”
k = constante de Coulomb
Es decir, así como para el “campo eléctrico”, “V” no depende de la carga transportada.
POTENCIAL DEBIDO A VARIAS CARGAS
• El potencial en un punto “P”, situado en un campo generado
por varias cargas, es igual a la suma algebraica de los
potenciales de cada carga por separado en dicho punto, dado
que el potencial eléctrico es una magnitud escalar.
VF = V1 + V2 + V3 + V4 + . . . . + Vn
En este caso:
V1 (-), V2 (+), V3 (-), V4 (+), . . . . , Vn (+)
SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
•
•
Se denominan así a aquellas superficies en las cuales todos sus puntos tienen el
mismo potencial.
Las líneas de fuerza atraviesan perpendicularmente las superficies equipotenciales.
VA = VB = VC = VD
• En una esfera conductora las superficies equipotenciales son
superficies esféricas concéntricas con la esfera conductora.
• Para dos cargas eléctricas puntuales de signos contrarios, las
superficies equipotenciales son:
DIFERENCIA POTENCIAL “∆V”
• La diferencia de potencial entre dos puntos, ubicados dentro de
un campo eléctrico, se define como el trabajo que se realizara
para transportar a la unidad de carga positiva desde uno de los
puntos hacia el otro, a velocidad constante.
VBA = VB – VA = WA→B
q0
. . . (1)
• Donde:
·
·
·
VB = potencial en el punto “B”
VA = potencial en el punto “A”
WA→B = trabajo realizado para llevar la carga de
prueba “q0” desde “A” hasta “B”.
Por otro lado, se sabe que:
VA = kQ ,
VB = kQ
dA
dB
Luego, el trabajo será igual a:
WA→B = kQ ( 1 - 1 ) . q0
. . . (2)
dB
dA
De la expresión (2) se puede llegar a la conclusión de que el trabajo no
depende de la trayectoria seguida al ir de “A” a “B”.
(WA→B) I = (WA→B) II = (WA→B) III
•
•
El decir, el trabajo que se obtiene siguiendo la trayectoria “I” es igual al obtenido siguiendo la
trayectoria “II” y también es igual al obtenido a lo largo de “III”.
Nótese también que el potencial en el punto “A” tiene su valor fijo al igual que en el punto
“B”, por tanto la diferencia de potencial entre “A” y “B” también tiene su valor fijo.
- Si VB >VA
- Si VB <VA
- Si VB =VA
WA→B = (VB – VA) q0
WA→B >0
WA→B <0
WA→B = 0, (superficie equipotencial)
* Por todo lo visto se concluye que las fuerzas electricas tambien son FUERZAS CONSERVATIVAS.
* Al producto “VBA . q0” se le llama tambien “cambio de energia potencial electrostatica”.
POTENCIAL DE UNA ESFERA
CONDUCTORA
• Como ya dijimos, una esfera se comporta como una carga
puntual; luego, el potencial en su superficie será igual a:
En el caso de una esfera hueca también se obtiene lo mismo. Además se comprueba que el potencial en los
puntos interiores es constante
VM = VN = cte. (M y N son
puntos interiores)
• Si se grafica el potencial en función de la distancia “x”, se
tendrá:
REPARTO DE CARGAS ENTRE ESFERAS
CONDUCTORAS
• En general, cuando dos conductores se ponen en
contacto, redistribuyen su carga si están a potenciales
diferentes, hasta que sus potenciales se igualen.
kq’1 = kq’2
q’1 = q’2
. . . (1)
R1
R2
R1
R2
Además por conservación de la carga eléctrica, se cumple que:
q1 + q2 = q’1 + q’2
. . . (2)
• Resolviendo las ecuaciones (1) y (2) se obtienen las nuevas cargas q’1, q’2
que adquieren las esferas al ser juntadas o puestas con un alambre.
Observación:
• Las cargas positivas se mueven de las zonas potencial hacia las del menor,
lo contrario ocurre con las cargas negativas.
MOVIMIENTO DE CARGAS ELÉCTRICAS EN EL
INTERIOR DE UN CAMPO ELÉCTRICO CONSTANTE
A.- Si una carga positiva se deja en el interior de un
campo eléctrico, esta se moverá a lo largo de la línea
de fuerza en la dirección del campo. La fuerza
eléctrica generada por el campo sobre la carga será:
El signo negativo indica que son vectores opuestos
B.- Si una carga eléctrica negativa se deja en
un campo eléctrico, esta se moverá en sentido
opuesto al campo. La fuerza eléctrica generada
por el campo sobre la carga será:
C.- Si una carga se arroja en dirección perpendicular
al campo, o con una velocidad inclinada, la
trayectoria descrita por dicha carga será una parábola.
• Demostración:
•
•
Vamos a despreciar la acción de gravedad.
Siendo “m” la masa de la partícula, por la segunda ley de Newton se tiene:
F = mā
·
·
·
Eq0 = mā a = Eq0/m . . . (1)
Como “E” es constante, entonces “a” tambien es constante.
Por cinematica, en el eje “X”: (no hay aceleracion)
x = (V0 cosө) t
En el eje “Y” se cumple una especie de caída libre, donde “g”2 es reemplazado por a = Eq0/m
y = (V0 senө) t – at2/2
y = (V0 senө) t – (1/2)(Eq0/m) t2 . . . (3)
·
. . . (2)
Finalmente, reemplazando (2) en (3):
y = (V0 senө) (
x
) – (1/2)( Eq0 )(
x
)2
V0 cosө
m V0 cosө
y = x tanө - Eq0x2 (1 + tan2ө)
2V02 . M
(ECUACION DE UNA PARABOLA)
CAPACIDAD ELECTRICA
• Se llama capacidad eléctrica a la carga eléctrica que puede
almacenar un cuerpo por cada unidad de potencial.
C=q
V
Unidad de capacidad eléctrica en el S.I.:
1F = 8.987 x 1011 statf ≈ 9 x 1011 statf
1statf = 1.113 x 10-12 F
•
Significado físico de FARAD:
Cuando un cuerpo almacena una carga de 1 coulomb, adquiriendo un potencial de 1
volt, decimos entonces que su capacidad es de 1 farad.
1 farad = 1 coulomb/volt
El farad es una unidad muy grande, por lo que en la practica el microfarad y el
picofarad.
1 microfarad = 1 μF = 10-6 F
1 micro-microfarad o picofarad = 1 μ μF = 10-12 F
CAPACIDAD ELÉCTRICA DE UNA
ESFERA CONDUCTORA
C=q
V
•
Se sabe que el potencial de la esfera es:
VE = kq
R
Luego en:
C= 1
C=R
kq/R
K
•
Cuando k = 1 din . Cm2/statcoul2:
C = r (numéricamente)
•
En el S.I.:
K=
1_
4 ΠE0
C=
R
1/4 ΠE0
C = 4 ΠE0 . R
. . . . (1)
CONDENSADOR
• Se llama así a la asociación de dos cuerpos conductores de
cualquier forma geométrica, que posean la misma carga, pero
con signos contrarios, y que además se encuentren separados
una pequeña distancia para lograr que la intensidad de campo
sea lo mas uniforme posible.
CONDENSADOR PLANO
• Es la asociación de dos placas metálicas que tienen igual área
y poseen la misma cantidad de carga pero de signo contrario;
estas placas se encuentran dispuestas paralelamente y
separadas por una distancia muy pequeña para lograr que el
campo eléctrico sea lo mas uniforme posible.
CAPACIDAD DEL CONDENSADOR
• Experimentalmente se demuestra que la capacidad de un condensador
plano es directamente proporcional al área de una de sus placas e
inversamente proporcional a la distancia de separación.
C = €A
d
Donde € = permitividad eléctrica del medio.
Si el medio es el aire:
€ = €0 = 8.85 x 10-12 C2/N . m2
Luego:
K=
1
4 ΠE0
C=
1 (A)
4 ΠE0 d
E0 = 1_
4 Πk
DIELÉCTRICOS O AISLANTES
•
•
Son aquellas sustancias que ofrecen una cierta dificultad al desplazamiento de las
cargas eléctricas, (ya dijimos que eran los malos conductores).
La capacidad de un condensador depende del material dieléctrico que se coloque
entre sus placas.
CONDENSADORES ESFERICOS
• Estos condensadores están constituidos por dos
esferas conductoras huecas y concéntricas.
CONDENSADORES CILINDRICOS
• Estos condensadores están formados por dos
cilindros huecos coaxiales.
BOTELLA DE LEYDEN
•
•
•
Es un condensador mas antiguo.
Fue inventado alrededor de 1746 por el profesor Van Musschembrock de la
Universidad de Leyden (Holanda).
Esta constituida por una botella de vidrio, que es el dieléctrico del condensador, la
cual esta cubierta hasta una cierta altura con una placa de metal de estaño por
ambas, es decir, por fuera y por dentro. La placa interna tiene una cadena de metal
que termina en un vástago conductor con cabeza esférica metálica, la cual atraviesa
el tapón de la botella, que es de material aislante.
ENERGÍA DE UN CONDENSADOR
• En un condensador, la diferencia de potencial entre sus
conductores es directamente proporcional a la carga que
adquieren (V = q/C). En el proceso de carga, el condensador
comienza descargado (q=0) y termina con un valor especifico
(q≠0).
• Por tanto, la diferencia de potencial varia desde el valor cero
hasta “V”, siendo su valor medio: Vm= (0 + V)/2 = V/2
• Ahora bien, el trabajo necesario “W” para trasladar la carga
total “q” a través de una diferencia de potencial media es: W =
q(V/2). Por consiguiente, la energía eléctrica “W” almacenada
en la carga de un condensador viene dada por: