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Potencial eléctrico y otras cuestiones relacionadas


El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria desde un punto a otro de un campo eléctrico, en contra de la fuerza eléctrica.

Matemáticamente es la relación entre ese trabajo y el valor de la carga que se traslada.

El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático (sin movimiento) producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. 
Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la carga desde el exterior del campo hasta el punto considerado. 

La unidad del sistema internacional es el voltio(V), que es el valor de un trabajo de 1 Julio aplicado a una carga de 1 culombio (Julio/Culombio).  

Todos los puntos de un campo eléctrico que tienen el mismo potencial forman una superficie equipotencial.

Si el potencial del punto de llegada es mayor que el potencial del punto de partida, el trabajo será positivo. Esto significa que hemos realizado desde el exterior un trabajo en contra de las fuerzas del campo. (Es como si en Física mecánica levantamos un cuerpo para aumentar su energía potencial, en contra de la fuerza de gravedad).

Si el potencial del punto de llegada es menor que el potencial del punto de partida, el trabajo será negativo. Es el campo quien ha realizado el trabajo. (Es como si en Física mecánica dejamos caer un cuerpo para que disminuya su energía potencial y es el campo gravitatorio quien realiza el trabajo.)

El potencial en un punto cercano a una carga positiva aislada es positivo porque debe hacerse trabajo positivo mediante un agente exterior para llevar al punto una carga de prueba (positiva) desde el infinito, donde el potencial se considera nulo (cero).
Similarmente, el potencial cerca de una carga negativa aislada es negativo porque un agente exterior debe ejercer una fuerza (trabajo negativo en este caso) para sostener a la carga de prueba (positiva) cuando esta (la carga positiva) viene desde el infinito.

El potencial eléctrico queda definido como un escalar porque el trabajo y la carga son escalares. Es entonces un número con una unidad, no es una magnitud vectorial (no tiene punto de aplicación ni sentido ni dirección). Es una propiedad asociada con un lugar en el espacio.

El trabajo realizado para mover la carga depende de los potenciales inicial y final pero no depende de la trayectoria recorrida.
Cuando se mueve una carga desde un punto A hasta un punto B, el potencial de B con respecto al de A es único.

Según la información de que se disponga, el potencial puede calcularse aplicando:
V = k.Q/d
V = E.d
V=  T/q

Cuando se trata de potenciales eléctricos producidos por más de una carga puntual, para obtener el potencial total se suman algebraicamente los valores generados por cada carga, respetando sus signos.


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