3 preguntas sobre la ecuación de diferencia de potencial
1. Una carga eléctrica se mueve en un campo eléctrico homogéneo con una fuerza de 2√3 N a una distancia de 20 cm. Si la dirección de la fuerza forma un ángulo de 30 ° con el desplazamiento de la carga eléctrica, ¿cuál es la diferencia en la energía potencial eléctrica entre la posición inicial y la final de la carga eléctrica?
Conocido:
Fuerza (F) = 2√3 N
Distancia (s) = 20 cm = 0.2 m
Ángulo (θ) = 30 °
Se busca: Diferencia de potencial eléctrico
La Solución:
El trabajo de transferir la carga +q de a a b es igual a la diferencia de energía potencial eléctrica en los puntos a y b.
ΔEP = ΔW
Si la dirección de la fuerza F con respecto a la dirección de transferencia de carga +q forma un ángulo θ, entonces el trabajo de transferencia de carga +q de a a b es:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 julios
2. Si se sabe que la carga y la capacidad de los capacitores son 5 µC y 20 µF, respectivamente, determine la diferencia de potencial de los capacitores.
Conocido:
Carga eléctrica (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Capacidad del condensador (C) = 20 µF = 20 x 10⁻⁶ F
Se busca: Diferencia de potencial del condensador (V)
La Solución:
La fórmula para la diferencia de potencial, la capacitancia y la carga de un condensador:
V = q / C = (5 x 10⁻⁶ ) / 20 x 10⁻⁶ = 5/20 = 0,25 voltios
3. Dos cargas puntuales QA = -4 µC y QB = 8 µC están separadas 16 cm. Determine el potencial eléctrico en el punto medio entre las dos cargas.
Conocido:
Carga eléctrica 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
Carga eléctrica 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
Distancia (r) = 8 cm = 0,08 m
Constante de Coulomb (k) = 9 × 10⁹ Nm² / C²
Se busca: El potencial eléctrico en C (V C )
La Solución:
VA = kQ / r = (9 × 10⁹ ) (4 × 10⁻⁶ ) / 0,08 = (36 × 10³ ) / 0,08 = -450 voltios
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 voltios
El potencial eléctrico en C (V C ) = 900 – 450 = 450 voltios
