Energía Potencial Eléctrica y Potencial Eléctrico Flashcards
Si gastas 10 joules de trabajo para empujar un coulomb de carga contra un campo eléctrico, ¿cuál será su voltaje con respecto a su posición inicial? Cuando lo sueltas, ¿cuál será el valor de energía cinética cuando pasa por su punto de partida?
Serán 10 [V] porque si consideramos que en el punto inicial y final tiene potenciales eléctricos iguales a:
V0 = U0 / 1[C] y Vf = (U0+10[J]) / 1[C]
Entonces la diferencia de estos valores da ΔV = 10[J]/1[C] = 10[V]. La energía cinética que lleva serían 10[J] porque la fuerza eléctrica es conservativa, y si entregamos 10[J] de energía al sistema (como energía potencial), entonces serán los mismos 10[J] los que esta fuerza entregará para generar movimiento.
¿Cuál es el voltaje en el lugar de una carga de 0.0001 [C] que tiene una energía potencial eléctrica de 0.5 [J] (medidas ambas en relación con el mismo punto de referencia)?
5000 [V]
No olvidar que V = U / q
En la esfera metálica de una máquina de Van de Graaff se almacena 0.1 [J] de energía. Con una chispa que conduce 1 microcoulomb (10-6 [C]) se descarga esa esfera. ¿Cuál era el potencial eléctrico de la esfera en relación con la tierra?
100.000 [V]
No olvidar que V = U / q
La diferencia de potencial entre una nube de tormenta y el suelo es 100 millones de volts. Si en un relámpago pasa una carga de 2 [C] de la nube al suelo, ¿cuál será el cambio de energía potencial eléctrica de la carga?
200 millones de Joules
Desarrollo:
U = q · V
U = 2 [C] · 100.000.000 [V]
U = 200.000.000 [J]
¿Qué es el potencial eléctrico?
La energía potencial eléctrica por unidad de carga; se expresa en volts y con frecuencia se le llama voltaje
Voltaje = energía potencial eléctrica / cantidad de carga
¿Qué es la energía potencial eléctrica?
La energía que posee un objeto cargado gracias a su ubicación en un campo eléctrico.
Su valor depende principalmente de la distancia a la que una carga se encuentra de otra que está generando un campo eléctrico. Su ecuación es:
Ue = K · q1 · q2 / r
Donde K es la constante eléctrica, q1 y q2 son las cargas involucradas y r es la distancia que las separa.
Calcula el cambio de voltaje cuando
a) Un campo eléctrico efectúa 10 [J] de trabajo sobre una carga de 0.0001 [C], y
b) El mismo campo eléctrico efectúa 24 [J] de trabajo sobre una carga de 0.0002 [C].
a) ΔV = U / q = 100.000 [V]
b) ΔV = U / q = 120.000 [V]
