Magnitudes eléctricas y circuitos

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4. Energía potencial eléctrica

Cuando una fuerza desplaza un cuerpo y ella está siendo aplicada en la dirección del movimiento, sobre el cuerpo se está realizando un trabajo. Este trabajo realizado sobre el cuerpo está relacionado con la energía potencial. La energía potencial está relacionada con la posición del cuerpo dentro de un cierto campo.

Si un cuerpo se eleva una cierta altura, se realiza sobre él un trabajo y aumenta su energía potencial gravitatoria. A medida que aumenta la altura, mayor será su energía potencial gravitatoria con respecto a la altura de referencia.

imagen de un objeto ubicado a una altura h, sobre la que está aplicada una fuerza F de dirección vertical y sentido hacia arriba. En la imagen de al lado el mismo cuerpo se ha desplazado una altura de 2 m y por lo tanto adquiere una energía potencial gravitatoria mayor que cero.

Figura 2. Cuerpo que es desplazado mediante una fuerza dentro del campo gravitatorio terrestre.


La energía potencial de un cuerpo cargado va a estar vinculada a su posición dentro de un campo eléctrico.

Carga Q ubicada a la derecha de otra carga q más pequeña, está indicada una línea de campo eléctrico que crea la carga Q, esta línea está en dirección horizontal y su sentido es hacia la izquierda. La carga q está ubicada sobre la línea de campo.

Figura 3. Cuerpo Q que genera un campo eléctrico en el que se encuentra a otra carga Q.


Es necesario aplicar una fuerza, es decir, realizar un trabajo para mover un cuerpo cargado contra el campo eléctrico. De este modo, la energía potencial eléctrica del cuerpo cargado aumenta si se realiza trabajo para moverlo en contra de un campo eléctrico.

Carga Q ubicada a la derecha de otra carga q más pequeña, está indicada una línea de campo eléctrico que crea la carga Q, esta línea está en dirección horizontal y su sentido es hacia la izquierda. La carga q está ubicada sobre la línea de campo y se le está aplicando una fuerza F de dirección horizontal a la derecha.

Carga Q ubicada a la derecha de otra carga q más pequeña, está indicada una línea de campo eléctrico que crea la carga Q, esta línea está en dirección horizontal y su sentido es hacia la izquierda. La carga q está ubicada sobre la línea de campo y se le está aplicando una fuerza F de dirección horizontal a la derecha. Dicha fuerza ha desplazado la carga q con respecto a su posición inicial en la imagen anterior. Por lo que ahora se encuentra más cerca de la carga Q

Figura 4. Cuerpo q se mueve por la acción de una fuerza que se realiza en contra del campo eléctrico creado por el cuerpo Q.


Para poder acercar el cuerpo con carga q al cuerpo con carga Q, se le debe proporcionar energía para vencer la repulsión eléctrica. La fuerza aplicada realiza un trabajo al mover la carga en contra del campo eléctrico del cuerpo Q. El trabajo realizado es igual a la energía que adquiere el cuerpo q. Esa energía adquirida por q, que depende de la posición en la que se encuentra, se denomina energía potencial eléctrica. La energía potencial eléctrica que almacena el cuerpo q, será liberada y se transformará en energía cinética si se deja de aplicar la fuerza, en ese caso comenzará a moverse hacia la izquierda aumentando su velocidad.

Si en vez de empujar un cuerpo con carga q, si se empujan dos cuerpos con cargas q, se tiene que realizar el doble de trabajo. De esta forma, dos cargas en una posición van a tener el doble de energía potencial eléctrica que una sola, así tres cuerpos con carga q tendrán el triple de energía potencial eléctrica y así sucesivamente. Resulta de utilidad definir el concepto de diferencia de potencial eléctrico, que consiste  en considerar la energía potencial eléctrica por unidad de carga.