Potencial eléctrico

En un punto en el espacio, potencial eléctrico es energía potencial por unidad decarga eso se asocia a un estático (tiempo-invariante) campo eléctrico. Se mide típicamente adentro voltios, y es a Escalar de Lorentz cantidad. La diferencia en potencial eléctrico entre dos puntos se conoce como voltaje.

Hay también un eléctrico generalizado potencial escalar eso se utiliza adentro electrodinámica al tiempo-variar los campos electromagnéticos están presentes. Este potencial eléctrico generalizado no se puede interpretar simplemente como energía potencial, sin embargo.

El potencial eléctrico se puede concebir de como “eléctrico presión". Donde está uniforme esta “presión”, ninguna corriente fluye y nada sucede. Esto es similar a porqué la gente no siente la presión de aire atmosférica normal: no hay diferencia entre la presión dentro del cuerpo y el exterior, así que nada es fieltro. Sin embargo, donde esta presión eléctrica varía, un campo eléctrico existe, que creará a fuerza en partículas cargadas.

Matemáticamente, es potencial φ (a campo escalar) asociado a conservador campo eléctrico () que ocurre cuando campo magnético es el tiempo invariante (de modo que de Ley de Faraday de la inducción).

Como cualquier función potencial, solamente diferencia potencial (voltaje) entre dos puntos es físicamente significativo (descuidando quántum Efectos de Aharonov-Bohm), puesto que la constante se puede agregar al φ sin afectar (invariación de la galga).

El φ potencial eléctrico por lo tanto se mide en unidades de energía por unidad de la carga eléctrica. En SI las unidades, ésta son:

julio/culombio = voltio.

El potencial eléctrico se puede también generalizar para manejar situaciones con tiempo-variar campos potenciales, en este caso el campo eléctrico no es conservador y una función potencial no se puede definir por todas partes en espacio. Allí, una gota potencial eficaz es incluida, asociado coninductancia del circuito. Esta diferencia potencial generalizada también se llama fuerza electromotriz (emf).

Ejemplos de potencial eléctrico asociados a diferentes distribuciones de carga

Potencial debido a dos cargas puntuales

El potencial en un punto P debido a dos cargas es la suma de los potenciales debido a cada carga individual en dicho punto.

Potencial eléctrico generado por una distribución discreta de cargas

El potencial en un punto cualquier debido a un grupo de cargas punto se obtiene calculando el potencial debido a cada carga, como si las otras cargas no existieran, y sumando las cantidades así obtenidas.

En esto estriba la ventaja de cálculo del potencial sobre la de intensidad del campo eléctrico. Las superficies equipotenciales cortan perpendicularmente a las líneas de campo. En el gráfico se representa la intersección de las superficies equipotenciales con el plano XY.

Potencial eléctrico generado por un plano infinito

Un plano infinito con densidad de carga de superficie crea un potencial eléctrico saliente en la dirección perpendicular al plano de valor constante

Esfera conductora cargada

Sea Q/2 la carga total almacenada en la esfera conductora. Por tratarse de un material conductor las cargas están situadas en la superficie de la esfera siendo neutro su interior.

Potencial en el exterior de la corteza: El potencial en el exterior de la corteza es equivalente al creado por una carga puntual de carga Q en el centro de la esfera