conceptos clave
* Energía potencial de campo eléctrico: Esta es la energía que posee una carga debido a su posición en un campo eléctrico. Es análogo a la energía potencial gravitacional.
* trabajo: El trabajo realizado en una carga por un campo eléctrico es la fuerza ejercida por el campo multiplicado por la distancia que se mueve la carga.
* Fuerza: La fuerza sobre una carga en un campo eléctrico viene dada por la magnitud de la carga multiplicada por la resistencia al campo eléctrico (F =Qe).
Relación
El cambio en la energía potencial eléctrica (ΔPE) de una carga a medida que se mueve en un campo eléctrico es igual al negativo del trabajo realizado por el campo eléctrico en la carga. Matemáticamente:
ΔPE =-W
Dónde:
* ΔPE ¿Es el cambio en la energía potencial eléctrica?
* W ¿El trabajo realizado por el campo eléctrico
Derivación
1. trabajo: El trabajo realizado por el campo eléctrico en una carga viene dada por:
W =f * d =qe * d (donde 'd' es la distancia movida)
2. Energía potencial: El cambio en la energía potencial es igual al negativo del trabajo realizado:
ΔPE =-W =-qe * D
Puntos importantes
* Dirección: El trabajo realizado por el campo eléctrico es negativo si la carga se mueve en la misma dirección que el campo eléctrico (la energía potencial disminuye). Es positivo si la carga se mueve contra el campo (aumenta la energía potencial).
* Diferencia de potencial: El cambio en la energía potencial también está relacionado con la diferencia de potencial (ΔV) entre los dos puntos donde la carga se mueve:
ΔPE =Q * ΔV
Ejemplo
Imagine una carga positiva que se mueve de un punto de alto potencial a un punto de bajo potencial en un campo eléctrico uniforme.
* El campo eléctrico hace un trabajo positivo en la carga (empujándola).
* La carga pierde energía potencial a medida que se mueve.
* La diferencia de potencial entre los dos puntos es negativa (ya que el potencial final es más bajo que el potencial inicial).
En conclusión
El trabajo realizado por el campo eléctrico en una carga está directamente relacionado con el cambio en su energía potencial eléctrica. Este cambio también está vinculado a la diferencia potencial entre los puntos iniciales y finales del movimiento de la carga. Estas relaciones son esenciales para comprender el comportamiento de las cargas en los campos eléctricos.
