¿Cuál es la diferencia entre la energía potencial electrostática y el potencial eléctrico?

La idea de la fuerza conservadora te ayudará a comprender la existencia de energía potencial.

Energía potencial, es simplemente una energía que posee un objeto debido a su posición y configuración. Tal energía surge debido a la existencia de un campo de fuerza en sus proximidades. Si hay una carga positiva Q, debido a su campo eléctrico , hará que todas las demás cargas a su alrededor posean energía potencial eléctrica. O puede llamarlo Energía potencial electrostática.

Resumamos diciendo que, cuando una carga + q entra en el campo eléctrico de una carga + Q, entonces + q poseerá una energía potencial correspondiente dada por:


Esta energía, como se dijo, dependerá de la configuración del objeto portador de carga (fórmula anterior para objetos puntuales) y su posición (r).

Usted, vea donde (r) coloque una carga, y cualquier carga (+ q) que coloque, tendrá una energía correspondiente. Por lo tanto, definimos una cantidad escalar como el campo eléctrico vectorial, que es la energía potencial por unidad de carga.


Al igual que una carga tendrá un campo (que le ayuda a determinar la fuerza) en todos los puntos a su alrededor, también tendrá un potencial (que lo ayudará a determinar la energía potencial) en todos los puntos a su alrededor. Considérelo como una herramienta, la idea del potencial y la energía potencial son las mismas.

Recuerdo que esta pregunta se hizo innumerables veces en mi clase y la explicación repetida conduce a cierta convicción para los estudiantes. A donde va la explicación …

¡El potencial y la energía potencial (electrostática o cualquier forma mecánica) son cosas esencialmente diferentes! Pero ellos también tienden a convertirse el uno en el otro en ciertas condiciones. Como ha preguntado sobre “electrostática”, también me atendré a ella.

Energía potencial electrostática – (Denotado como W o U) Permítanme traer a otro amigo que tenga el mismo nombre, diferencia de potencial .
La diferencia potencial (siempre es entre dos puntos – ayb) entre ayb es igual al trabajo por unidad de carga requerida para transportar una partícula de a a b .
es decir, V ( b ) – V ( a ) = W / Q

Ahora, si desea llevar la carga Q desde “lejos” y colocarla en el punto r , el trabajo que tendría que hacer será:
W = Q [V ( r ) – V (infinito)]

En otras palabras, si tiene un punto de referencia en el infinito,

W = Q * V ( r )

En el escenario anterior, el potencial es la energía potencial (el trabajo que se necesita para hacer el sistema) por unidad de carga.

Si intentamos evitar la derivación y la representación analítica por el momento, la cantidad de trabajo realizado para ensamblar una configuración de cargos puntuales es también la cantidad de trabajo que obtendrá del sistema si fuera a desmontar o desmontar el sistema Básicamente, esto también representa la energía almacenada en la configuración que llamamos energía potencial . Esto se aplica tanto a la mecánica como a la electrostática, pero dado que estamos considerando lo último, nos enfocamos en ensamblar o desmantelar el sistema de cargas.

Potencial electrostático – (Denominado como V)
En primer lugar, V es una cantidad escalar como W (o U). Para aprender V, necesitamos ver qué es el campo eléctrico (E), un vector. Ahora E tienes que entender que no es un ordinario vector. Entonces, si fuéramos escribimos de la siguiente manera:

no será un campo electrostático; Ningún conjunto de cargas, independientemente de sus tamaños y posición, podría producir tal campo a lo largo de la dirección x. Por lo tanto, existe un problema vectorial que necesita otra forma de resolución y, en caso de que vayamos más lejos y definamos un escalar que pueda resolverse para encontrar el vector. ¿Paradójico? ¡Sí! ¡Qué puedes hacer!

Ahora existe un teorema que dice que, si tiene un campo vectorial cuyo rizo es cero, puede definir el vector en forma de gradiente de un escalar . Sabemos que la curvatura del campo eléctrico es cero, es decir, la integral de línea de E alrededor de cualquier circuito cerrado es cero. Ahora que la integral de línea es independiente de la ruta, podemos definir una función de la siguiente manera:

donde O es algún punto de referencia estándar. V ahora, que depende solo del vector de posición r , se denomina potencial electrostático .

En resumen, la energía potencial se trata de la configuración del sistema y el potencial se trata de la posición de esa carga y el campo eléctrico correspondiente debido a la carga.

Espero haber explicado con un mínimo de matemáticas para que sea integral.

Antes de discutir la diferencia, debemos enfatizar la similitud: tanto la energía potencial electrostática [matemática] U [/ matemática] como la tensión [matemática] V [/ matemática] se pueden definir como la energía que se puede extraer dejando una carga [matemática] q [/ matemáticas] moverse a través de una diferencia de potencial [matemáticas] (U_2-U_1) [/ matemáticas] o [matemáticas] (V_2 – V_1) [/ matemáticas] con la energía = [matemáticas] q (alto \ potencial – bajo \ potencial) [/ matemáticas].

La diferencia es la forma en que se usan en el análisis. Los potenciales estáticos se usan en el contexto de movimiento cargado en el espacio, por ejemplo, [matemáticas] U (x, y, z) [/ matemáticas] y el interés es el perfil completo de este potencial, mientras que los voltajes se usan en el contexto topológico de cargas (o corrientes) que se mueven entre nodos en los circuitos y el usuario solo está interesado en el voltaje de los puntos finales (“nodos”). Por ejemplo, para un usuario eléctrico, una batería tiene 1.5V y los campos internos no son relevantes.

Electrostática: una carga eléctrica estática que tiene un tipo de carga negativa y una fuerza de carga neta de una sola carga eléctrica o de partículas de electrones elementales genera una fuerza de carga (vista como el potencial para causar el movimiento de otra carga con masa o causar KE real) en todo momento . Siendo realmente estático, no hay impactos relativistas en esa carga. Si está hablando de cualquier carga (fotón, neutrino, …) dentro del rango de carga completo posible, es más que solo electrostática, es la fuerza de carga estática.

Electromagnético: cuando esa misma carga o cualquier otra se mueve, su masa y la proyección de la fuerza de carga se ven afectadas por la relatividad. Además, la relatividad induce un polo magnético que luego proyecta una fuerza magnética perpendicular a la dirección de desplazamiento.

El potencial eléctrico

se define por la relación

, dónde

es la energía potencial eléctrica de una partícula con carga

q

Entonces, la energía potencial eléctrica es el potencial eléctrico multiplicado por una carga puntual, que q podría ser positiva o negativa (haciendo que la partícula se una o no en términos de energía)

La energía potencial es el producto del potencial y la carga. Piense en un condensador de placa paralela que se haya cargado hasta 100 V de potencial. Con este condensador en particular, se necesita 1 C de carga para alcanzar ese potencial. Entonces, en este caso, la energía potencial es (1 C) (100 v) = 100 J. Un condensador diferente, uno cuyas placas son diferentes en área o espacio, podría requerir 10 C de carga para alcanzar 100 V, en cuyo caso la energía potencial es (10 C) (100 V) = 1000 J.

El potencial eléctrico es una propiedad de un punto en un campo eléctrico. Una expresión para potencial eléctrico permite colocar una carga positiva / negativa de cualquier magnitud en ese punto.

La expresión es para una carga de prueba unitaria, y se puede multiplicar por un valor de carga para encontrar la energía potencial eléctrica para esa carga en ese punto.

El potencial eléctrico es proporcional a la intensidad del campo eléctrico.

La energía potencial eléctrica es proporcional a la fuerza del campo eléctrico multiplicado por una carga en un punto .

Sigue este enlace,

La respuesta de Aravindh Vasu a Dos cargas 20nC y -20nC están ubicadas a 15 cm de distancia, ¿en qué puntos de la línea que une las dos cargas, el potencial eléctrico es cero? Tome el potencial en el infinito como cero.

El efecto de un campo electrostático es proporcional a la carga, por lo que el potencial eléctrico es la energía potencial electrostática de una carga de prueba en función de la posición (en unidades de julios) dividida por el tamaño de la carga de prueba (en coulomb). Eso proporciona una función similar (en unidades de voltios) que es independiente de cualquier carga particular que decida poner en el campo, pero que se pueda usar fácilmente para calcular la energía de una carga particular en el campo al multiplicarla por la carga.

La misma cosa. Es más seguro especificar “electrostática” porque algunas personas piensan que los electroimanes son “eléctricos”.

Creo que el potencial electrostático es la electricidad estática acumulada entre dos objetos como en un rayo o la carga que se acumula al caminar sobre una alfombra nueva y se descarga cuando tocamos el marco de la puerta, etc.

La energía potencial es como una fuente de energía como una batería o corriente alterna. Pero entonces ambos tienen una diferencia potencial y ambos tienen un valor energético. Entonces ambos podrían y se usan indistintamente.

ambos son iguales en física.

Energía potencial eléctrica – Wikipedia

No hay diferencia alguna.

Puede ser posible argumentar que la PE electrostática siempre se mide en relación con un punto infinitamente distante. La energía potencial eléctrica puede tender a referirse a una carga que se mueve a través de una diferencia de potencial. Siempre puede declarar que uno de los terminales de una batería está fijado a cero pd en relación con el punto infinitamente distante. Los dos vuelven a ser lo mismo.

No hay diferencia en absoluto. En realidad, ambos términos son los mismos en física cuando se trata de cargos.

Puede estar refiriéndose a ‘Diferencia entre potencial eléctrico y energía potencial eléctrica’

“Potencial” suena como un error administrativo que pretendía ser “potencial”. Si vio esto en una de mis publicaciones, avíseme cuál, y lo corregiré.