Diferencia de potencial

También llamada tensión eléctrica, es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva unidad de un punto a otro en el interior de un campo eléctrico; en realidad se habla de diferencia de potencial entre ambos puntos (VA - VB). La unidad de diferencia de potencial es el voltio (V).

Un generador de corriente eléctrica permite mantener una diferencia de potencial constante y, en consecuencia, una corriente eléctrica permanente entre los extremos de un conductor. Sin embargo, para una determinada diferencia de potencial, los distintos conductores difieren entre sí en el valor de la intensidad de corriente obtenida, aunque el campo eléctrico sea el mismo. Existe una relación de proporcionalidad, dada por la ley de Ohm, entre la diferencia de potencial entre los extremos de un conductor y la intensidad que lo recorre . La constante de proporcionalidad se denomina resistencia del conductor y su valor depende de su naturaleza, de sus dimensiones geométricas y de las condiciones físicas, especialmente de la temperatura.

La diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito se mide con un voltímetro, instrumento que se coloca siempre en derivación entre los puntos del circuito cuya diferencia de potencial se quiere medir.

Potencial eléctrico.

El potencial eléctrico está relacionado con la energía potencial eléctrica. Por ejemplo, supongamos que en un sistema existen dos objetos cargados, A y B. Si B se acerca a A, la energía potencial del sistema cambia. El cambio en la energía potencial es igual a la carga de B, multiplicada por la diferencia de potencial eléctrico entre las posiciones inicial y final de B.

La Energía potencial, es la energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes

Superficie equipotencial

Lugar geométrico de los puntos de un campo de fuerza que tienen el mismo potencial.

Los campos de fuerza se pueden representar gráficamente por las superficies equipotenciales o por las líneas de fuerza. Las superficies equipotenciales en un campo creado por una única masa o una única carga eléctrica son superficies esféricas concéntricas con la masa o la carga, respectivamente. Estas superficies se suelen representar a intervalos fijos de diferencia de potencial, de modo que su mayor o menor proximidad indicará una mayor o menor intensidad de campo.

La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera de una superficie equipotencial es nula. Así, si desplazamos una masa, en el caso del campo gravitatorio, o una carga, en un campo eléctrico, a lo largo de una superficie equipotencial, el trabajo realizado es nulo. En consecuencia, si el trabajo es nulo, la fuerza y el desplazamiento deben ser perpendiculares, y como el vector fuerza tiene siempre la misma dirección que el vector campo y el vector desplazamiento es siempre tangente a la superficie equipotencial, se llega a la conclusión de que, en todo punto de una superficie equipotencial, el vector campo es perpendicular a la misma, y que las superficies equipotenciales y las líneas de fuerza se cortan siempre perpendicularmente.

Capacidad de un condensador

Es la carga sobre cualquiera de los electrodos dividida por la diferencia de potencial eléctrico entre ellos. La capacidad de un condensador se mide en faradios y viene expresada por la fórmula C = q/V, donde q es la carga (en culombios) de uno de los dos conductores, y V es la diferencia de potencial (en voltios) entre ambos. La capacidad depende sólo de la superficie de los conductores y del espesor y la naturaleza del dieléctrico del condensador.

La botella de Leyden

Condensador.

Dispositivo que almacena carga eléctrica. En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas (armaduras) separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. La botella de Leyden es un condensador simple en el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.

Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija y capacidad variable se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.

Los condensadores se fabrican en gran variedad de formas. El aire, la mica, la cerámica, el papel, el aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la utilidad que se pretenda dar al dispositivo.

Influencia de los dieléctrico.

Un dieléctrico es una sustancia que es mala conductora de la electricidad y que amortiguará la fuerza de un campo eléctrico que la atraviese. Las sustancias conductoras carecen de esta propiedad de amortiguación. Dos cuerpos de cargas opuestas situados a cada lado de un trozo de vidrio (un dieléctrico) se atraerán entre sí, pero si entre ambos cuerpos se coloca una lámina de cobre, la carga será conducida por el metal.

En la mayoría de los casos, las propiedades de un dieléctrico son producto de la polarización de la sustancia. Al colocar un dieléctrico en un campo eléctrico, los electrones y protones que constituyen sus átomos se reorientarán a sí mismos, y en algunos casos las moléculas se polarizarán de igual modo. Como resultado de esta polarización, el dieléctrico queda sometido a una tensión, almacenando energía que quedará disponible al retirar el campo eléctrico. La polarización de un dieléctrico es similar a la que se produce al magnetizar un trozo de hierro. Como en el caso de un imán, parte de la polarización se mantiene al retirar la fuerza polarizadora. Un dieléctrico compuesto de un disco de parafina endurecido al someterlo a una tensión eléctrica mantendrá su polarización durante años. Estos dieléctricos se denominan electretos.

La eficacia de los dieléctricos se mide por su relativa capacidad de almacenar energía y se expresa en términos de constante dieléctrica (también denominada permitividad relativa), tomando como unidad el valor del vacío. Los valores de esa constante varían desde poco más de 1 en la atmósfera hasta 100 o más en ciertas cerámicas que contienen óxido de titanio. El vidrio, la mica, la porcelana y los aceites minerales, que a menudo se utilizan como dieléctricos, tienen constantes entre 2 y 9. La capacidad de un dieléctrico de soportar campos eléctricos sin perder sus propiedades aislantes se denomina resistencia de aislamiento o rigidez dieléctrica. Un buen dieléctrico debe devolver un gran porcentaje de la energía almacenada en él al invertir el campo. Los dieléctricos, especialmente los que tienen constantes dieléctricas altas, se emplean ampliamente en todas las ramas de la ingeniería eléctrica para incrementar la eficacia de los condensadores.

Conexiones en serie y en paralelo.

Una conexión en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos.

En un conexión en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.

Ejemplos.

Índice.

Pág.

Introducción --------------------------------------------------------------- 3.

Desarrollo------------------------------------------------------------------ 4.

Diferencia de potencial -------------------------------------------------- 4.

Potencial eléctrico-------------------------------------------------------- 4.

Superficie equipotencial-------------------------------------------------- 5.

Capacidad de un condensador------------------------------------------- 6.

Condensador.-------------------------------------------------------------- 6.

Influencia de los dieléctricos-------------------------------------------- 7.

Conexiones(Serie-Paralelo)--------------------------------------------- 9.

Formulas------------------------------------------------------------------- 11.

Conclusión----------------------------------------------------------------- 12.

Bibliografía---------------------------------------------------------------- 13.

Introducción.

La presente investigación sobre el potencial eléctrico el cual esta relacionado con la energía potencial eléctrica, Está dirigida a brindar información sobre este importante tema en el campo de la electromecánica y a proporcionar explicación acerca de todos los elementos que componen un condensador tales como: Los dieléctricos, La diferencia de potencial, La capacidad y los diferentes tipos de conexiones que se le pueden aplicar a estos.

Conclusión.

Como Resultado se obtuvo una doctrina fundamental, esencial y útil, sobre diferencia de potencial eléctrico, el cual es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva unidad de un punto a otro en el interior de un campo eléctrico, teniendo como unidad el voltio. Igualmente se estudio el potencial eléctrico y el lugar geométrico de los puntos de campo de fuerza que tienen el mismo potencial(Superficie equipotencial) sabiendo que la diferencia de potencial entre dos puntos cualquiera de este es nula. Así mismo los condensadores, dispositivos que almacenan carga eléctrica; los dieléctricos y los diferentes tipos de conexiones de un circuito eléctrico.

Bibliografía.

"Condensador." Enciclopedia® Microsoft® Encarta 2001. © 1993-2000 Microsoft Corporation.

ROBERT M, Eisberg y LAWRENCE S, Lerner. Fundamentos y aplicaciones de la Física. Volumen II.

BRAUN, Eliézer. Física II Electricidad y magnestismo. México: Trillas, 1993

Serie.