Calcular el potencial eléctrico a partir del campo eléctrico
Las cargas puntuales, como los electrones, forman parte de los componentes fundamentales de la materia. Además, las distribuciones esféricas de carga (como la carga en una esfera metálica) crean campos eléctricos externos exactamente igual que una carga puntual. El potencial eléctrico debido a una carga puntual es, por tanto, un caso que debemos considerar.
Podemos utilizar el cálculo para encontrar el trabajo necesario para mover una carga de prueba q desde una gran distancia a una distancia de r de una carga puntual q. Tomando nota de la conexión entre el trabajo y el potencial \(W = -q\Delta V\), como en la última sección, podemos obtener el siguiente resultado.
El potencial en la ecuación \ref{PuntoDeCarga} en el infinito se elige para ser cero. Por lo tanto, \(V\) para una carga puntual disminuye con la distancia, mientras que \(\vec{E}\) para una carga puntual disminuye con la distancia al cuadrado:
Recordemos que el potencial eléctrico V es un escalar y no tiene dirección, mientras que el campo eléctrico \(\vec{E}\) es un vector. Para hallar el voltaje debido a una combinación de cargas puntuales, se suman los voltajes individuales como números. Para hallar el campo eléctrico total, hay que sumar los campos individuales como vectores, teniendo en cuenta la magnitud y la dirección. Esto es coherente con el hecho de que V está estrechamente asociado con la energía, un escalar, mientras que \(\vec{E}\) está estrechamente asociado con la fuerza, un vector.
Diferencia de potencial entre dos puntos en un campo eléctrico
Cálculo de las diferencias de potencialLa relación entre las diferencias de potencial en las bobinas del transformador coincide con la relación entre el número de espiras de las bobinas. Esta ecuación se puede utilizar para calcular cuál podría ser la salida de un transformador en particular, o para averiguar cómo diseñar un transformador para hacer un cambio de diferencia de potencial en particular: \En un transformador elevador, la diferencia de potencial en la bobina secundaria es mayor que la diferencia de potencial en la bobina primaria. En un transformador reductor, la diferencia de potencial en la bobina secundaria es menor que la diferencia de potencial en la bobina primaria.EjemploUn transformador de red (230 V) tiene 11.500 espiras en su bobina primaria y 600 espiras en su bobina secundaria. Calcular la diferencia de potencial obtenida en la bobina secundaria.\[\frac{diferencia~de~potencial~en~la~bobina~primaria}{diferencia~de~potencial~en~la~bobina~secundaria} = \frac{número~de~vueltas~en~la~bobina~primaria}{número~de~vueltas~en~la~bobina~secundaria
Cómo calcular la diferencia de potencial en un circuito
La unidad de diferencia de potencial generada entre dos puntos se denomina voltio y se define generalmente como la diferencia de potencial que cae a través de una resistencia fija de un ohmio con una corriente de un amperio fluyendo a través de ella.
La Ley de Ohm establece que, en un circuito lineal, la corriente que lo atraviesa es proporcional a la diferencia de potencial, de modo que cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre dos puntos, mayor será la corriente que lo atraviese.
Por ejemplo, si la tensión en un lado de una resistencia de 10Ω mide 8V y en el otro lado de la resistencia mide 5V, entonces la diferencia de potencial a través de la resistencia sería de 3V ( 8 – 5 ) provocando que fluya una corriente de 0,3A.
Sin embargo, si la tensión en uno de los lados se incrementara de 8V a 40V, la diferencia de potencial a través de la resistencia sería de 40V – 5V = 35V, lo que provocaría una corriente de 3,5A. La tensión en cualquier punto de un circuito se mide siempre con respecto a un punto común, generalmente 0V.
En el caso de los circuitos eléctricos, el potencial de tierra o masa suele tomarse como cero voltios ( 0V ) y todo se referencia a ese punto común en un circuito. En teoría, esto es similar a medir la altura. Medimos la altura de las colinas de forma similar diciendo que el nivel del mar está a cero pies y luego comparamos otros puntos de la colina o montaña con ese nivel.
Calculadora de diferencia de potencial entre dos puntos
La diferencia de potencial eléctrico es la fuerza impulsora del flujo de corriente en un circuito eléctrico. Se define como la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, medida en voltios. La caída de tensión a través de cualquier componente de un circuito es directamente proporcional a la corriente que circula por él. Este principio es esencial para comprender cómo fluye la electricidad a través de los circuitos y alimenta los dispositivos. Si comprendemos las diferencias de potencial eléctrico, podremos diseñar y fabricar mejor los dispositivos que dependen de la electricidad para funcionar.
No, la carga fluye entre puntos con potenciales diferentes. Ejemplo: el calor fluye de un objeto con una temperatura alta a otro con una temperatura más baja hasta que ambos cuerpos alcanzan la misma temperatura. Cuando la temperatura de ambos cuerpos se iguala, el flujo de calor entre ambos llega a su fin.
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