Potencial

[john500]

Re: Potencial

A gracias!
Ya entiendo
Que increíble es cuando entiendes algo gracias!!

[Julián]

Re: Potencial

Siiiii

[john500]

Re: Potencial

Osea la pila es como un elevador que sube objetos arriba y luego los deja caer.

[Julián]

Re: Potencial

Desde un punto de vista físico los electrones van de un potencial mayor a un potencial menor, ya que es la fuerza del campo eléctrico el que los mueve. La fuerza externa es la que hace la pila para llevarlos aun potencial mayor y la fuerza eléctrica es la que disminuye el potencial.

La confución que te viene es porque en el análisis de los circuitos en general, no se tiene en cuenta los electrones en la corriente porque esta se ha definido en el sentido del movimiento de las cargas positivas por lo que el potencial eléctrico se mide para estas cargas. Entonces estás están a un mayor potencial eléctrico en el otro polo y disminuye el potencial donde hay una menor concentración de estas. Y como los electrones se mueven en el sentido opuesto es por eso que te dicen que se mueven de un potencial menor a uno mayor, pero eso es para esa perspectiva.

Osea en una pila la fuerza que empuja a los electrones es del campo electrico o es una fuerza externa?

La fuerza que hace que los electrones se muevan en el conductor es la fuerza del campo eléctrico, porque existe una concentración de electrones en un polo de la batería y como las cargas de un mismo signo se repelen, al haber una concentración de estas se establece un potencial ya que existe un campo eléctrico que tiende a separarlas. El potencial se mide con respecto a donde las cargas están en equilibrio.
Para que exista una concentración de cargas en un punto, una fuerza externa es la que tiene que llevarlas a ese potencial y es la fuerza externa la que se toma como trabajo positivo. Es por esto que las cargas van de un potencial mayor a uno menor.

[john500]

Re: Potencial

A okey,
Pero cuando se dice que hay corriente electrica debido a una diferencia de potencial, los electrones viajan de un potencial mayor a uno menor noo?
Osea en una pila la fuerza que empuja a los electrones es del campo electrico o es una fuerza externa?

[Julián]

Re: Potencial

Como te dije antes, tendrías que decir si tu duda es con respecto al análisis de circuitos eléctrico o a un análisis de física eléctrica.

Entonces en la realidad, los electrones no van a potenciales mayores ?

Es una pregunta muy general. Los electrones pueden ir a potenciales mayores o menores dependiendo de que si al trabajo lo hace una fuerza externa o la fuerza eléctrica y de como está conformado el sistema. Se considera que el trabajo de la fuerza externa es positivo por lo que aumentará el potencial y si el trabajo lo realiza la fuerza eléctrica disminuye el potencial.

[john500]

Re: Potencial

Entonces en la realidad, los electrones no van a potenciales mayores ?

[Julián]

Re: Potencial

Desde el punto de vista convencional de la corriente, en donde son las cargas positivas las que se desplazan aunque en un conductor metálico los portadores de carga son lo electrones pero en lo que hace al análisis del circuito no cambia en nada el hecho.
también por convensión las cargas positivas se desplazan de un potencial mayor a un potencial menor así que los electrones cuyo sentido de circulación es el contrario se desplazan de un potencial menor a uno mayor. Dejame decirte que tanto el sentido de la corriente como de que potencial se desplazan es por convención. Tranquilamente en tu análisis puedes tomar que los electrones son lo que tienen el sentido de la corriente y que estos se desplazan de un potencial mayor a uno menor, eso si, en ese caso tienes que respetar en todo el análisis del circuito esa convención de signos. Y porque cambies la convención general del sentido de la corriente y el potencial no es un error, si total que un electron tenga carga negativa es por convención también, los que le pusieron el signo tranquilamente pudieron decir que este es de carga positiva y el protón negativa.

Lo que te dije anteriormente es más desde un punto de vista de los circuitos eléctricos, en donde no interesa tanto el tema físico sino los efectos de este. En física, se considera que el potencial de cargas de un mismo signo es positivo y el potencial eléctrico de cargas de distinto signo es negativo.
Para darte un ejemplo tenemos dos cargas de un mismo signo, supongamos dos protones. Este sistema tiene energía total cero en el infinito, es decir, cuando las cargas están separadas a una distancia infinita donde la fuerza eléctrica es despreciable. La energía total es igual a la suma de la energía cinética y la energía potencial

$E= {E}_{c}+{E}_{p}$
Para acercar a las cargas es necesario que actúe una fuerza externa en la dirección opuesta a la fuerza eléctrica. A medida que las cargas se acercan la energía potencial aumenta. Esa fuerza externa acerca a los protones a una distancia pequeña en donde tienen energía potencial.

${E}_{p}= k\frac{q}{4\pi{\epsilon}_{0}r }$

Si deja de actúa la fuerza externa de manera que la única fuerza que experimenta la carga es la eléctrica que hace que las cargas se alejen por lo que la energía potencial disminuye aumentando la energía cinética.

Para un sistema de cargas de distinto signo donde la fuerza eléctrica es atractiva como en el caso anterior la energía total es cero en el infinito. Si el electrón comienza a acercar al protón por acción de la fuerza eléctrica este aumenta su energía cinética disminuyendo la energía potencial, haciendoce negativa ya que la energía total es cero y como esta es la suma de la energía cinética y la energía potencial, si aumenta la energía cinética disminuye la potencial.

[john500]

Re: Potencial

Entiendo que debo comprarme un buen libro de electromagnetismo pero seguro van a venir formulas y demas. Lo malo es que tan solo voy en segundo de secundaria. Lo bueno es que me apasiona la fisica y seguro no voy a dejar de investigar.
Solo una ultima duda:
Un electron va a querer aumentar su energia potencial?

[arivasm]

Re: Potencial

Siendo rigurosos el concepto de potencial está relacionado con el campo, siendo otra cosa diferente la relación que pueda tener con las fuentes del campo (cargas), en la que intervienen las distancias y la distribución espacial de las fuentes. Digamos que el potencial *es* una magnitud escalar cuya variación en el espacio (gradiente) determina la intensidad del campo. En otras palabras, el campo eléctrico (en las situaciones estáticas) admite dos representaciones: una escalar, a través del potencial, y una vectorial, a través del vector de intensidad de campo (intercambiables, pues si conocemos una de ellas podemos conocer la otra).

Mi consejo es, vistas tus dudas, que acudas a un buen libro de electromagnetismo, que leas con mucha calma las definiciones, y que reflexiones sobre ellas. Eso sí, previamente es *absolutamente imprescindible* que tengas claros los conceptos de fuerza conservativa y función energía potencial, pues los conceptos de intensidad de campo eléctrico y potencial son en el fondo (conceptualmente) exactamente la misma cosa (lo mismo vale para los de intensidad de campo gravitatorio y potencial gravitatorio).

Si tienes interés en comprender a fondo los conceptos será inevitable la matematización (aunque quizá exceda el nivel de secundaria). Si es así, Préstale especial atención a estas dos expresiones: $\vec E=-\vec\nabla V$ y $V=-\int\vec E\cdot \dd \vec r$, pues son las que permiten la traducción de potencial a intensidad de campo y viceversa, aunque en realidad son las traducciones "eléctricas" de estas otras, $\vec F=-\vec\nabla U$, $U=-\int\vec F\cdot \dd \vec r$, que son las que que permiten la traducción de energía potencial a fuerza y viceversa.

[john500]

Re: Potencial

Perdón por no haber respondido esque mi iPod no servia,

Ya leyendo esto de arriba pregunto esto:

1 Pero de que depende el potencial? De cuanta carga aya? O de que depende el potencial en un punto del campo electrico?

2 lo otro que no entiendo es como el potencial puede ser negativo y porque un electron va a querer estar en potenciales mayores, si lo que quieren es bajar su energia potencial electrica?

[arivasm]

Re: Potencial

El potencial aumenta al alejarse de la primera carga porque cada vez es menos negativo. Como la segunda carga tiene carga negativa la energía potencial se hace menor a medida que se separan ambas, como debe ser. Para entendernos, imagínate dos puntos: en el primero, próximo a la carga, el potencial es -100 V; en el segundo, más distante, el potencial es -40 V (mayor que -100 V). Si la segunda carga es de -2 C, la energía potencial en la primera posición será (-2 C)(-100 V)=200 J: en la segunda posición será (-2 C)(-40 V)=80 J, menor que 200 J.

Ten en cuenta que el trabajo realizado por la fuerza de Coulomb se obtiene restando la energía potencial inicial menos la final. Es decir, en este ejemplo, al alejarse las dos cargas el trabajo de la fuerza de Coulomb entre ambos puntos será 200 J - 80 J = 120 J, positivo, como corresponde al hecho de que la fuerza sea repulsiva.

Terminaré recordándote que no debes mezclar el trabajo realizado por la fuerza de Coulomb, con el que realicen otras fuerzas externas al sistema. Mi consejo es que reflexiones sobre el significado del potencial recurriendo al primero, pues el segundo no necesariamente es el opuesto del primero (por el teorema del trabajo y la energía cinética).

[john500]

Re: Potencial

Entonces si tienes una carga negativa que crea un campo electrico a su alrededor, y acercas una carga negativ, esa varga va a sentir una fuerza hacia afuera del campo. Entonces el potencial electrico en este caso va a aumentar mientras mas cerca este la segunda carga de la primera si es que la quieres mover hacia la primera carga, el potencial aumenta ya que debes realizar mas trabajo. Me refiero a que si tienes 1carga negativa a 1mm de otra carga negativa, si quieres mover la segunda carga a .5 mm de la otra debes realizar trabajo. Pero si pones 2 cargas y haces lo mismo, vas a necesitar hacer mas trabajo? O pongas las cargas que sea siempre va a ser el mismo trabajo?
gracias

[arivasm]

Re: Potencial

En resumen, si la carga aumenta el trabajo es mayor, y si la distancia aumenta tambien el potencial es mayor.

Si la distancia a una carga puntual positiva aumenta, disminuye el potencial del campo que ésta origina. Recuerda que en este caso el potencial es $V=kQ/r$. En el caso de una carga puntual negativa, el potencial de su campo aumenta con la distancia (es cada vez "menos negativo").

Pero segun V=W/q nos dice que la carga es inversamente proporcional al potencial?

Aclaremos las ideas recurriendo a las masas: todas masa puntual crea un campo gravitatorio y toda masa puntual "nota" el campo gravitatorio que originan los demás. La expresión $V=W/m$ corresponde a que W sea la energía potencial del peso de m debido a las demás masas del Universo, siendo V el potencial que estas últimas originan en el punto donde esté m.

Si queremos calcular ese potencial, podemos recurrir al siguiente procedimiento: consideramos todas las masas puntuales del Universo (excepto m), $M_1$, $M_2$, $M_3$, etc. Para cada una de ellas evaluamos la distancia $r_i$ al punto donde está m, el potencial gravitatorio que $M_i$ origina en ese lugar es $V_i=-G M_i/r_i$ (en el caso de las cargas, la expresión es muy parecida: $V_i=k Q_i/r_i$); finalmente sumamos todos esos $V_i$, la suma es V.

En definitiva, debes tener cuidado con distinguir el doble papel que juegan las cargas con respecto al campo eléctrico: son creadoras de campo eléctrico, pero también "notan" los campos eléctricos.

[john500]

Re: Potencial

En resumen, si la carga aumenta el trabajo es mayor, y si la distancia aumenta tambien el potencial es mayor.
Pero segun V=W/q nos dice que la carga es inversamente proporcional al potencial?