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Semana 1
Potencial eléctrico
Cargas eléctricas, campo eléctrico, potencial eléctrico,
diferencia de potencial y conservación de la energía
Física 2
Agenda de la sesión
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Presentación del curso y sistema
de evaluación.
Campo y potencial eléctrico
Resolución de ejercicios
conceptuales y de cálculo
Diferencia de potencial, trabajo
eléctrico y conservación de la
energía.
Resolución de ejercicios
conceptuales y de cálculo
Trabajo online
Conclusiones
09/08/2017
Anthony Macedo
2
Logro
• Al término de la sesión, el alumno
determinará magnitudes físicas de
partículas con carga eléctrica en
movimiento que se mueven en
zonas con diferencia de potencial
eléctrico usando el principio de
conservación de la energía.
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Anthony Macedo
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Cargas eléctricas
• Las cargas eléctricas son de dos tipos:
positivas y negativas.
• La estructura de los átomos se compone
de tres cargas fundamentales:
Masa
Carga
Electrón
9,11  1031 kg
e
Protón
1,67  1027 kg
+e
Neutrón
1,67  1027 kg
cero
• Un átomo, inicialmente neutro, que
pierde electrones quedará cargado
positivamente.
• Un átomo inicialmente neutro, que gana
electrones
quedará
cargado
negativamente.
• Donde e es la carga fundamental y su
valor es: e = 1,60  10– 19 C.
• Unidad SI de carga eléctrica: coulomb
(C).
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Anthony Macedo
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Campo eléctrico, E
• El campo eléctrico es generado por las
cargas eléctricas en el espacio que las
rodea.
• El campo eléctrico (E) es una propiedad
del espacio por la cual una partícula con
carga eléctrica q0 sufre los efectos de
una fuerza eléctrica F:
E
F
Características:
• La unidad SI de campo eléctrico es:
N/C o V/m.
• El campo eléctrico sale de cargas
positivas y se dirige hacia cargas
negativas.
• Las cargas positivas se mueven en
dirección del campo eléctrico.
• Las cargas negativas se mueven en
dirección contraria al campo eléctrico.
F
Medio conductor


F  q0 E
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Potencial eléctrico, V
• El potencial eléctrico es generado por
las cargas eléctricas en el espacio que
las rodea.
• El potencial generado por una carga
puntual q1 a una distancia r1 es:
r1
q1
VB
VA
• Donde ke = 8,99×109 N∙m2/C2
• Debe considerar el signo de la carga.
VA > VB
Medio conductor
• El potencial eléctrico V en un punto
determinado, es la energía potencial
eléctrica U asociada a una carga q0
situada en ese punto:
• El potencial debido a varias cargas
puntuales es:
r1
q1
V  U q0
r2
q2
• Unidad SI de potencial: volt (V).
1 V = 1 J/C
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P
q1
V  ke
r1
r3
V  V1  V2  V3
q3
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Anthony Macedo
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Diferencia de potencial y conservación de la energía
•
El trabajo hecho por la fuerza
eléctrica para llevar una carga q0
desde a hasta b es:
q0
•
Si el movimiento de la partícula con
carga q se debe solo una fuerza
eléctrica, se cumple principio de
conservación de la energía:
F
q0
b
a
Wab  U a  U b  q0 Va  Vb 
•
Donde V = Va  Vb es la diferencia
de potencial (voltaje).
Va o Vb no son generados por q0.
•
Para campos eléctricos uniformes:
•
a
b
K a  U a  Kb  U b
V  Va  Vb  Ed
•
Observe que: 1 N/C = 1 V/m
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Anthony Macedo
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Muchas gracias
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Anthony Macedo
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