¿Qué es el potencial eléctrico?

“Potencial” es la abreviatura de “diferencia de potencial”, un potencial para, pero no garantía del flujo de corriente eléctrica debido a la DIFERENCIA EN LA CARGA.

El voltaje eléctrico, también conocido como fuerza electromotriz, es el resultado de cargas en dos puntos que no son iguales. Los electrones se mueven naturalmente para llenar los vacíos a cargo hasta que no quede ninguna diferencia, y las diferencias más grandes aumentan la probabilidad de que los electrones ionicen una vía conductora y comiencen a fluir.

Imagine dos clavos clavados en una tabla de madera, separados por unos pocos centímetros. El clavo A tiene una carga de 1000V, mientras que B tiene una carga de 600V. La diferencia de potencial entre ellos es de 400 V, pero la corriente no puede fluir porque la resistencia de la madera es demasiado alta. Sin embargo, si la diferencia aumenta en varios miles de voltios, los electrones podrían moverse a través de la madera e igualar las cargas, probablemente quemándolas en el proceso.
Por otro lado, si los clavos se introdujeran en un pedazo de metal delgado en lugar de madera, no podría existir un voltaje significativo entre ellos porque cualquier diferencia se igualaría de inmediato a través del metal altamente conductor.

Lightning es el último ejemplo del potencial de diferentes cargas. Se pueden generar decenas o cientos de millones de voltios durante una tormenta eléctrica porque las regiones del cielo están separadas por kilómetros de aire aislante. La diferencia de potencial muy alta eventualmente se vuelve capaz de ionizar el aire mismo, convirtiendo este “aislante” en un canal de plasma más conductor que el metal. La corriente eléctrica masiva fluye a través del aire ionizado hasta que las cargas entre nube y nube o nube y tierra se igualan.

Si hay un exceso de carga en un conductor o un aislante, entonces se crea un campo de energía potencial alrededor ya veces a través de ellos. Este es un campo escalar, V, de modo que el campo eléctrico, E = grad V. V se llama potencial eléctrico o simplemente potencial, y se mide en voltios o julios por culombio. De hecho, 1V = 1 J / C. Si se coloca una pequeña carga + q en el campo donde el potencial es V, la energía potencial eléctrica (PE) de la carga es + qV Julios. Esta es la cantidad de trabajo que se realizaría si la carga se moviera a un lugar de potencial cero, como la superficie de la tierra.

Los campos de energía potencial se ven como contornos. Son suaves y continuos, nunca se tocan ni cruzan, y las fuerzas eléctricas sobre las partículas cargadas actúan en ángulo recto con respecto a ellas. Cuanto más cerca están, más pronunciado es el gradiente potencial y más grandes son las fuerzas eléctricas.

Para los sistemas en equilibrio, las superficies de todos los conductores son equipotenciales, es decir, la superficie tiene el mismo potencial y no hay campos eléctricos dentro de ningún conductor.

El exceso de carga en los conductores o aislantes da lugar a efectos eléctricos estáticos, donde las tormentas eléctricas son los ejemplos terrenales más grandes.

En la electricidad actual, tratamos con movimientos constantes de partículas cargadas a través de un conductor, cuyos extremos se mantienen a diferentes potenciales, mediante una batería química o un generador eléctrico. Si un extremo está en V1 y el otro está en V2, entonces la diferencia de potencial o pd, V, entre los dos extremos, V = V2 – V1. Esto tiene el mismo significado que antes; El trabajo realizado por una partícula cargada de carga + q que pasa de un extremo al otro es de nuevo + qV. La corriente que fluye, I, es solo la cantidad de carga que fluye más allá de cualquier punto en 1 segundo. Debería ser fácil para usted confirmar que la potencia generada, P, es dada por P = V x I.

Para una cobertura más completa, lea algo como Diferencia de potencial eléctrico.

Tiendo a pensar que se ve más claramente en relación con la diferencia de potencial electrostático. Probablemente esté familiarizado con la situación en la que puede cargar una varilla de vidrio o plástico frotándola sobre un paño y luego puede atraer pequeños trozos de papel. Este es el ejemplo de la diferencia de potencial eléctrico en la carga entre la barra y la hoja de papel.

Ejemplos similares, a veces mucho más espectaculares incluyen

• cuando se carga con una carga electrostática alta entre usted y la tierra al caminar sobre una alfombra en clima seco. Si tocas un objeto conectado a tierra, como un pomo de metal, obtienes una descarga y a veces puedes ver chispas cuando la diferencia potencial entre ti y la tierra se descarga a través de tu cuerpo.
• rayo, que es el resultado de diferencias potenciales entre partes de nubes o nubes y el suelo.

Cuando conecta una fuente de alimentación a un equipo electrónico o eléctrico, el dispositivo funciona mediante la diferencia de potencial entre el terminal activo (generalmente positivo) del dispositivo y la tierra creada por la fuente de alimentación.

El potencial eléctrico se define como la energía potencial eléctrica por unidad de carga. Supongamos que tiene una carga positiva q sentada en el espacio. Si tuviera que tomar otra carga positiva y moverla hacia la carga que ya tiene, tendría que empujar contra la fuerza electrostática entre las cargas, y al ejercer una fuerza a distancia contra una fuerza conservadora, almacenaría potencial energía en la carga que estabas moviendo. Este es el mismo tipo de cosas que hace cuando coloca un objeto en un estante alto: almacena energía potencial en el objeto.

Ahora, ¿qué pasa si en lugar de tener dos cargas, solo tienes una carga, carga positiva q, sentada en el espacio como antes? Desea una forma general de describir qué efecto tiene esa carga en el espacio circundante sin necesidad de otra carga. Esto es lo que hace el potencial eléctrico. Es una forma de decir “si hubiera una carga de culombio en este lugar, esta es la cantidad de energía potencial que tendría”.

El potencial eléctrico es propiedad del campo eléctrico. Es una función de punto escalar en el campo.

El potencial eléctrico en cualquier punto del campo se define como negativo del trabajo realizado por el campo para llevar la carga positiva de la unidad desde el punto de referencia hasta el punto donde se encuentra el potencial.

Si el campo varía como 1 / r ^ 2, entonces el punto de referencia es conveniente en el infinito.

Para el campo que varía como 1 / r (por ejemplo, el campo debido a una línea de carga infinitamente larga) no podemos tomar el punto de referencia en el infinito. En ese caso, podemos tomar el punto de referencia a una distancia finita de la fuente.

Nuevamente, para un campo uniforme (la hoja de carga de plano infinito produce un campo uniforme perpendicular a la hoja) también, tenemos que tomar el punto de referencia no al infinito, sino a una distancia finita de la hoja.

En términos prácticos, el potencial eléctrico, también conocido como voltaje, es el número de julios de energía que ganarán los electrones al moverse entre los nodos de una batería. Esos julios de energía se convierten en calor, luz, movimiento o en un circuito abierto, simplemente se quedarán allí.

El potencial gravitacional es similar. Un acantilado de 10 metros tiene una diferencia de potencial gravitacional de 98 julios por kilogramo y un acantilado de 100 metros tiene 980 julios / kg. Pero si la parte superior o inferior del acantilado está en cero es una cuestión de convención o conveniencia.

Para que exista un potencial, se necesita una diferencia en los niveles de fuente a tierra. El agua es una buena analogía cuando se trata de comprender los conceptos relacionados con la electricidad. Piensa en el agua misma como los electrones. Una presa retiene una gran cantidad de agua, y de arriba a abajo hay una gran distancia hacia abajo, por lo que el agua detrás de la presa se puede considerar como energía potencial. Usando la gravedad como la fuente de la fuerza, por lo tanto, una gran diferencia de altura, se permite que el agua fluya a través de la tubería dentro de la presa. Cuando fluye a través de una turbina conectada a un generador, se genera electricidad. El voltaje que genera el generador es su potencial.

Un potencial eléctrico es la cantidad de trabajo necesario para mover una unidad de carga positiva desde un punto de referencia a un punto específico dentro del campo sin producir ninguna aceleración.

Por ejemplo, tome cualquier circuito eléctrico alimentado por batería que tenga ubicaciones de alto y bajo potencial. La carga que se mueve a través de los cables del circuito encontrará cambios en el potencial eléctrico a medida que atraviesa el circuito. Dentro de las celdas electroquímicas de la batería, hay un campo eléctrico establecido entre los dos terminales, dirigido desde el terminal positivo hacia el terminal negativo. Como tal, el movimiento de una carga de prueba positiva a través de las células desde la terminal negativa a la terminal positiva requeriría trabajo, aumentando así la energía potencial de cada Coulomb de carga que se mueve a lo largo de este camino. Esto corresponde a un movimiento de carga positiva contra el campo eléctrico. Es por esta razón que el terminal positivo se describe como el terminal de alto potencial.

Un razonamiento similar llevaría a uno a concluir que el movimiento de carga positiva a través de los cables desde el terminal positivo al terminal negativo ocurriría naturalmente. Tal movimiento de una carga de prueba positiva estaría en la dirección del campo eléctrico y no requeriría trabajo. La carga perdería energía potencial a medida que se mueve a través del circuito externo desde el terminal positivo al terminal negativo. El terminal negativo se describe como el terminal de bajo potencial. Esta asignación de alto y bajo potencial a los terminales de una celda electroquímica supone la convención tradicional de que los campos eléctricos se basan en la dirección del movimiento de las cargas de prueba positivas.

El potencial eléctrico generalmente se llama voltaje. Es una medida de cuán mal los electrones en el lugar A quieren moverse al lugar B. Es bastante similar a medir la energía potencial de una cascada midiendo la altura del acantilado.

No confunda potencial / voltaje (altura de la cascada o velocidad de flujo) con corriente (volumen de agua en el río) o potencia (la capacidad de hacer trabajo). Son cosas completamente diferentes. La lluvia de nubes altas tiene un enorme potencial (voltaje), pero muy poca energía. Un poderoso río que serpentea lentamente sobre un precipicio de media pulgada tiene un enorme volumen (corriente), pero muy poca potencia.

Un potencial eléctrico (también llamado potencial de campo eléctrico o potencial electrostático) es la cantidad de energía potencial eléctrica que tendría una carga eléctrica de punto unitario si estuviera ubicada en cualquier punto del espacio, y es igual al trabajo realizado por un campo eléctrico en llevando una unidad de carga positiva desde el infinito hasta ese punto.

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IMAGENES

Un potencial eléctrico es la cantidad de trabajo necesario para mover una unidad de carga positiva desde un punto de referencia a un punto específico dentro del campo sin producir ninguna aceleración. … Se supone que el potencial eléctrico en el infinito es cero.

Si vamos por definición

El trabajo por unidad de carga requerido para mover una carga desde un punto de referencia a un punto específico, medido en julios por culombio o voltios .

El campo eléctrico estático es el negativo del gradiente del potencial eléctrico .

Podemos decir que hay un potencial eléctrico en todas partes en el espacio que rodea [matemáticas] Q [/ matemáticas], expresado como,

Potencial eléctrico = U / q

Puede parecer extraño pensar en esto como una propiedad del espacio. (Pero no es más extraño que la noción de un campo eléctrico). Básicamente dice que si ponemos una carga de prueba unitaria en esta ubicación, tendría esta energía potencial. Quite la carga de la unidad, y la propiedad del espacio aún permanece.

En corto

El potencial eléctrico existe en un lugar como una propiedad del espacio. Una ubicación tiene potencial eléctrico incluso si no hay partículas cargadas allí.

Espero que ayude 🙂

Fuente: potencial eléctrico, voltaje

El potencial eléctrico se define realmente como el trabajo realizado para llevar una unidad de carga positiva desde una distancia infinita a un punto específico en el campo eléctrico donde se tuvo que medir el potencial.

Hablando informalmente, es una cantidad que describe la energía requerida para que la carga se mueva a ese punto donde se debe medir el potencial y se supone que la carga desde donde se mueve es de 0 voltios.

Se puede entender fácilmente con una analogía fácil, es decir, puede imaginar que empuja una carga (una caja) de 1 kg desde el punto A al punto B en su habitación y al principio no pierde energía, pero cuando desplaza la carga a En el punto B ha perdido algo de energía, esta energía fue utilizada por usted para llevar la caja a la ubicación deseada. Entonces, cuando regrese al punto A y mire la caja en el punto B, puede concluir que la caja está a 40 julios (digamos) lejos de usted. Lo que significa que el punto B para esa carga en particular (ahora se supone que es como carga) de masa 1 kg tiene un potencial de 40 V desde el punto A. Esto es solo por analogía y no significa lo mismo físicamente, ya que la masa y la carga son diferentes. También para el voltaje, es independiente de la ruta tomada y solo depende del primer y último punto.

Espero que esto haga su comprensión sobre el voltaje mucho más fácil.

El potencial eléctrico es la cantidad de trabajo necesario para mover una unidad de carga positiva desde un punto de referencia a un punto específico dentro del campo sin producir ninguna aceleración. El potencial eléctrico es una cantidad escalar denotada por V, igual a la energía potencial eléctrica de cualquier partícula cargada (medida en julios) dividida por la carga de esa partícula (medida en culombios).

Siga este enlace, aunque es un problema, he respondido esta pregunta desde los conceptos más básicos. (en términos simples, eso espero)

La respuesta de Aravindh Vasu a Dos cargas 20nC y -20nC están ubicadas a 15 cm de distancia, ¿en qué puntos de la línea que une las dos cargas, el potencial eléctrico es cero? Tome el potencial en el infinito como cero.

El potencial eléctrico (generalmente medido en voltios y denotado por ‘V’) mide la energía potencial por unidad de carga. De manera equivalente, y quizás más concretamente, es el trabajo (o energía) necesario para mover una unidad de carga positiva de un punto a otro (dentro de un campo eléctrico).

Se puede hacer una clara analogía con la gravedad: echemos un vistazo a la Tierra. Como sabrán, la energía potencial de la Tierra generalmente se puede escribir como mgh. Pero, supongamos que quisiéramos saber cuál es la energía potencial, no para ninguna masa en particular, sino en general. Podríamos dividir por m, para obtener

Potencial de gravedad / m = gh

Esto (potencial / masa) puede recordarle (carga potencial / unidad), y de hecho, por analogía, son bastante similares. De la misma manera que la gravedad te dice cuánta energía potencial tienes por la altura que tienes, el potencial hace lo mismo.

Es importante destacar que solo se define hasta una constante añadida: de la misma manera que puede definir su ‘tierra’ (altura = 0) para estar en cualquier lugar, también puede definir su voltaje cero para estar en cualquier lugar.

¿Cuáles son los potenciales eléctricos?

¿Cuáles son los potenciales eléctricos, por ejemplo, en el caso de una batería, es correcto decir que un lado de la batería está en el potencial de “tierra” (la posibilidad de hacer el trabajo) y el otro en un potencial más alto (la posibilidad hacer el trabajo) y la diferencia entre ellos es el trabajo que realiza cada culombio de carga que va de un potencial más alto a más bajo.

Los potenciales eléctricos no dependen de un campo externo o tierra. Lo que crea la posibilidad de trabajar es una diferencia de potencial entre dos puntos, como los terminales de una batería. La energía está en la batería, y una carga conectada entre los terminales de la batería puede aprovechar esa energía para hacer el trabajo, crear calor o lo que sea que necesite.

Sería correcto decir que un lado de la batería está conectado a tierra si ese lado está conectado a tierra, pero la conexión a tierra no tiene ningún efecto sobre la capacidad de hacer el trabajo.

El potencial es siempre la capacidad del individuo para trabajar, en el caso eléctrico el individuo es una carga, por lo que es la energía almacenada por una carga individual.

Una carga Q es igual a alguna corriente durante algún tiempo Q = I * T pero sabemos que la potencia es P = V * I y la energía es potencia multiplicada por el tiempo E = P * T = V * I * T = V * Q

Entonces, la energía para la carga individual es E / Q = V

El potencial eléctrico es igual al voltaje.

El potencial eléctrico es la cantidad de trabajo necesaria para mover una unidad de carga positiva desde un punto de referencia a un punto específico dentro del campo sin producir ninguna aceleración. Típicamente, el punto de referencia es la Tierra o un punto en el Infinito , aunque se puede usar cualquier punto más allá de la influencia de la carga del campo eléctrico.