Curvas Equipotenciales

Introducción:

Toda partícula que tenga carga eléctrica genera un campo eléctrico. El campo eléctrico describe la interacción entre cuerpos con carga eléctrica. Para poder determinar la naturaleza del campo eléctrico es importante poder graficarlo. Las líneas equipotencial la energía potencial no cambia, entonces no se necesita realizar trabajo para mover un cuerpo con carga a lo largo de la línea equipotencial. Por recto se sabe que las líneas equipotenciales están a ángulos rectos respecto a la dirección del campo eléctrico en cualquier punto dado.

Fundamento Teórico:

Cuando hablamos de curvas equipotenciales lo relacionamos con conceptos como: campo eléctrico, potencial eléctrico y líneas de fuerza, para definir lo que son curvas equipotenciales veremos lo siguiente:

a) Campo Eléctrico:

El campo eléctrico es un campo físico representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

También se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa.

b) Potencial Eléctrico:

El potencial eléctrico en un punto, es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Es decir, el potencial eléctrico es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.

Considérese una carga puntual de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencial electrostática es de manera equivalente, al potencial eléctrico.

c) Líneas de Fuerza:

Las líneas de fuerzas de un campo eléctrico se definen como las líneas imaginarias que describen la trayectoria que seguiría la unidad de carga positiva dejada en libertad dentro del campo eléctrico. Son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo, que tienen la misma dirección al campo generado por la carga. De manera que para una carga positiva las líneas saldrán ( ) a la carga y se les denomina sumideros.

El número de líneas o la densidad superficial es proporcional al módulo de la carga (la magnitud). Su densidad disminuye a medida nos alejamos de la partícula y aumenta a medida nos acercamos a esta.

Dos líneas de fuerza o de campo eléctrico no pueden cruzarse, debido a que el campo en cada punto tiene una dirección

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