Trabajo de fisica, potencial electrio, campos, lineas, tierra y Jaula de faraday

1. Jesús Rotjes
Alfonzo Morales
Aarón Peñaloza
Karley Carrero
Fernando Contreras
PROFESOR
INTEGRANTES
Javier Guerra
POTENCIAL ELÉCTRICO
Y
CIRCUITOS

2. POTENCIAL ELÉCTRICO
• Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que un
campo electrostático tiene que llevar a cabo para movilizar
una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede
decirse, por lo tanto, que es el trabajo a concretar por una
fuerza externa para mover una carga desde un punto
referente hasta otro es el potencial eléctrico.
• Como fórmula, se indica que el potencial eléctrico de un
punto X a un punto Y es el trabajo necesario para mover la
carga positiva unitaria q desde X a Y. Los voltios y los joules
(o julios) son las unidades que se emplean para expresar el
potencial eléctrico.

3. POTENCIAL ELÉCTRICO
Diferencia de potencial entre dos puntos:Diferencia de potencial entre dos puntos:
• Diferencia de potencial entre dos puntos:
• Se define diferencia de potencial entre dos puntos como el
trabajo cambiado de signo realizado por la fuerza eléctrica
para desplazar una carga puntual de un Coloumb desde
infinito a un punto determinado A.
• Hay que recordar que a mayor distancia de la carga que
origina el campo más disminución hay de potencial
eléctrico.
• En cambio, si es una carga eléctrica puntual negativa,
siempre creará un campo eléctrico en el que todas las líneas
de campo irán dirigidas a la carga que origina el campo. El
potencial de un campo eléctrico originado por una carga
puntual negativa siempre aumentará al aumentar la
distancia de la carga originadora del campo.

4. POTENCIAL ELÉCTRICO
• No se debe confundir este concepto con el de
energía potencial eléctrica, aunque ambos estén
relacionados en algunos casos, ya que este último es
la energía que tiene un sistema de cargas eléctricas
de acuerdo con su posición.
• Superficies equipotenciales
• Una superficie equipotencial es una zona en la que
todos sus puntos de dentro tienen el mismo valor
potencial. Esto implica que el trabajo para desplazar
una partícula dentro de este campo eléctrico sea
nulo.

5. QUE ES TIERRA EN ELECTRICIDAD?
• También llamada polo a tierra o toma de tierra, la puesta a tierra implica el
uso de una pieza de metal que se entierra en el suelo y que incluso puede
conectarse a los sectores metálicos de una estructura. A través de
un cable aislante, esta pieza de metal se conecta a la instalación eléctrica
y, mediante las bases de enchufe, a los dispositivos conectados a la
electricidad.
La tierra es, en definitiva, una superficie que
pueda disipar la corriente eléctrica que
reciba. Lo que llamamos puesta a tierra
consiste en un mecanismo que cuenta con
las piezas metálicas enterradas.
Denominadas jabalinas, picas o electrodos.
Conductores de diferente clases que
vinculan los diversos sectores de la
instalación.

6. ATERRAMIENTO
• Es un sistema que asegura que
ante cualquier falla de
aislamiento, las partes metálicas
de todo equipo eléctrico
descarguen la corriente
eléctrica a tierra.
• Sin afectar al usuario o al
dispositivo que entre en
contacto con el aparato
eléctrico, evitando así que sufra
una descarga eléctrica.
• El sistema de puesta a tierra es
una parte básica de cualquier
instalación eléctrica, y tiene
como objetivos:
• Limitar la tensión que
presentan las masas metálicas
respecto a tierra.
• Asegurar actuación de las
protecciones. - Eliminar o
disminuir el riesgo que supone
una avería en el material
eléctrico utilizado.
Simbología, Tierra

7. JAULA DE FARADAY
Una jaula de Faraday es una caja metálica que protege de los campos
eléctricos estáticos. Debe su nombre al físico Michael Faraday, que construyó
una en 1836. Se emplean para proteger de descargas eléctricas, ya que en
su interior el campo eléctrico es nulo.
El funcionamiento de la jaula de Faraday se basa en las propiedades de un
conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en
presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en
las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son
libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza dada
por:

8. • Donde e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los
electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la
carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se
acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa,
mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga
positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja
se cree un campo eléctrico de sentido contrario al campo externo, el campo
eléctrico resultante en el interior del conductor es por tanto nulo.
• Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede
atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas eléctricas.
El fenómeno se denomina apantallamiento eléctrico.

9. EJEMPLOS DE LA JAULA DE FARADAY
• El principio según el cual funcionan las jaulas de Faraday se puede observar en
múltiples ejemplos de la vida cotidiana:
• Cuando notamos que en un ascensor o en el interior de un edificio hecho con rejillas
metálicas no funcionan nuestros teléfonos celulares estamos ante una manifestación
del principio de la jaula de Faraday.
• Nuestros hornos microondas se encuentran dotados de jaulas de Faraday para
evitar que sus ondas escapen al exterior y tengan algún efecto dañino sobre
nuestra salud.
• Los trajes especiales de los técnicos eléctricos que reparan líneas de alta tensión.
• Al conducir un automóvil durante una tormenta eléctrica, se recomienda
permanecer dentro del vehículo, ya que sus carrocerías funcionarán como una
jaula de Faraday ante los rayos.
• En las paredes de los laboratorios de IRM donde se realizan imágenes por
resonancia magnética también se colocan láminas o mallas metálicas, para impedir
que escapen ondas y proteger la salud de los operadores.

10. Energía potencial a partir de
campo eléctrico
El trabajo realizado por la fuerza eléctrica para trasladar una carga desde un
punto A a otro B se puede expresar de la siguiente forma:
We(A→B) = ∫BAF → edl→ = −ΔEp= − (EpB−EpA)
Al igual que cuando hablamos de la energía potencial gravitatoria estudiamos que un cuerpo que se
encuentra a una determinada altura de la superficie de la Tierra adquiere una determinada cantidad de
energía potencial provocada por la acción de la fuerza gravitatoria, un cuerpo cargado que sufre la
acción de una fuerza eléctrica adquiere energía potencial eléctrica (Ep).
La energía potencial eléctrica de una carga situada en una posición A equivale al trabajo realizado
por una fuerza externa para trasladar dicha carga desde el infinito hasta dicha posición A, o dicho
de otra forma, el opuesto del trabajo realizado por la fuerza eléctrica para llevarla desde el infinito
hasta A.
EpA=Wf(∞→A) =−We(∞→A)

11. Energía potencial a partir de
campo eléctrico
Si disponemos de dos cargas Q y q, el
trabajo para aproximar q desde el infinito
hasta un punto A próximo a Q se puede
obtener aplicando la definición de trabajo
entre dos puntos:
Sustituyendo por la definición de energía potencial:
EpA = K⋅ (Q⋅q)/r
La energía potencial eléctrica que posee una
carga puntual q en presencia de otra carga
puntual Q que se encuentran separadas cierta
distancia r es:
Ep = K⋅ (Q⋅ q)/r
Ya que una única carga “q” es capaz de crear un campo eléctrico a su alrededor, gracias a
que el potencial eléctrico en un punto del espacio es una magnitud escalar, nos permite
obtener una medida del campo eléctrico en dicho punto a través de la energía potencial
electrostática que adquiriría una carga si la situasemos en ese punto.

12. REGIONES EQUIPOTENCIALES
• ¿Qué son las regiones equipotenciales?
• Las regiones equipotenciales describe el
lugar geométrico de los puntos de un
campo donde el potencial eléctrico tiene
una valor constante, esto quiere decir que
esta en un campo eléctrico, es el lugar
conformado por puntos de igual potencial
eléctrico que se denomina superficie o la
región equipotencial.

13. REGIONES EQUIPOTENCIALES
• Líneas Equipotenciales
• Al trazar líneas equipotenciales debemos tener
en cuenta ciertos aspectos como:
Las líneas de campo eléctrico son
perpendiculares a las líneas equipotenciales y
señalan desde las regiones de potencial alto
hacia las regiones de potencial más bajo.
El número de líneas de campo eléctrico
asociadas con una distribución de cargas
debe ser proporcional a la magnitud de la
carga.
Las líneas de campo eléctrico no pueden
cruzarse

14. REGIONES EQUIPOTENCIALES
• ¿Cómo calcular matemáticamente
una Región Equipotencial?
• Las regiones equipotenciales
pueden calcularse empleando
la ecuación de Poisson. La cual es
una ecuación en derivadas
parciales con una amplia utilidad en
electrostática, ingeniería mecánica
y física teórica. Su nombre se lo
debe al matemático, geómetra y
físico francés Siméon-Denis Poisson.

15. REGIONES EQUIPOTENCIALES
• La ecuación de Poisson se define como: