¿Qué es el potencial eléctrico?

El potencial eléctrico es una característica cuantitativa de un campo eléctrico basada en la medición del trabajo de las fuerzas eléctricas que realiza el campo cuando las cargas se mueven a través de él. Se utilizan dispositivos especiales para medir el potencial eléctrico: electroscopios y electrómetros.

El campo eléctrico creado por cargas tiene la siguiente propiedad importante: el trabajo realizado por las fuerzas de campo cuando las cargas se mueven en él depende solo de la posición de los puntos de movimiento inicial y final, pero no depende de la trayectoria a lo largo de la cual se produce el movimiento. (un campo con tal propiedad se llama potencial).

Por tanto, el campo eléctrico en cualquier punto se puede caracterizar por el trabajo que realizan las fuerzas de campo cuando una determinada carga se desplaza desde un punto dado hasta el infinito (prácticamente hasta un punto tan lejano que el campo en él ya se puede considerar igual a cero) .

Tal característica es el potencial eléctrico en un punto dado del campo, que se expresa por el trabajo que realizan las fuerzas del campo cuando se retira una carga positiva de ese punto hasta el infinito.

Si este movimiento ocurre en la dirección de la fuerza que actúa en el lado del campo, entonces esta fuerza realiza un trabajo positivo y el potencial del punto de partida es positivo. Si el movimiento es hacia la fuerza que actúa en el lado del campo, entonces la fuerza de campo realiza un trabajo negativo y el potencial del punto de partida es negativo.

Dado que el trabajo realizado cuando una carga se mueve en un campo eléctrico no depende del camino, sino solo de la posición de los puntos inicial y final, el trabajo realizado al moverse a lo largo de cada camino desde el punto A hasta el punto B es igual a la suma del trabajo realizado al ir de A al infinito y del infinito a B (ya que los dos últimos movimientos también representan el movimiento de A a B, pero por un camino diferente).

En otras palabras, el trabajo realizado por las fuerzas de campo cuando una unidad de carga positiva se mueve del punto A al punto B es igual a la diferencia de potenciales eléctricos en los puntos A y B.

Una carga positiva libre bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico siempre se moverá en la dirección de la fuerza, la cual realizará un trabajo positivo, es decir, siempre se moverá desde los puntos de mayor potencial hacia los puntos de menor potencial. Por el contrario, las cargas negativas se moverán desde un punto de menor potencial a puntos de mayor potencial.

Así como los cuerpos pesados ​​en un campo gravitatorio se mueven de mayor a menor potencial, las cargas eléctricas positivas se mueven de mayor a menor potencial.

Así como para el movimiento de los cuerpos pesados, lo que importa no es el nivel absoluto en ningún punto, sino la diferencia de niveles de los puntos entre los cuales se mueven los cuerpos, para el movimiento de las cargas eléctricas, no es la magnitud del potencial sí mismo (medido contra el infinito), que es esencial, sino la diferencia de potencial de los puntos entre los que puede ocurrir el movimiento de cargas eléctricas, por ejemplo, puntos conectados por un cable.

Por lo tanto, en todos los problemas eléctricos no es el potencial el que juega un papel, sino la diferencia de potencial, y para esta última cantidad se introduce un nombre especial: Voltaje (diferencia de potencial entre dos puntos). La unidad de medida de diferencia de potencial (voltaje) en el sistema práctico de unidades es el voltio.

También hay conceptos en ingeniería eléctrica. potencial de electrodo y diferencia de potencial de contacto.