2: Potencial electrostático
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Todo lo que hemos hecho hasta ahora es definir la diferencia de potencial entre dos puntos. No podemos definir “el” potencial en un punto a menos que asignemos arbitrariamente algún punto de referencia como que tiene un potencial definido. No siempre es necesario hacer esto, ya que a menudo nos interesan sólo las diferencias potenciales entre puntos, pero en muchas circunstancias se acostumbra definir el potencial de ser cero a una distancia infinita de cualquier cargo de interés. Entonces podemos decir cuál es “el” potencial en algún punto cercano. La diferencia de potencial y potencial son cantidades escalares.
- 2.1: Introducción a los potenciales electrostáticos
- Imagina que alguna región del espacio, como la habitación en la que estás sentado, está impregnada de un campo eléctrico. Si colocas una pequeña carga positiva de prueba en algún lugar de la habitación, experimentará una fuerza. Si intentas mover la carga del punto A al punto B contra la dirección del campo eléctrico, tendrás que hacer trabajo. Si se requiere trabajo para mover una carga positiva del punto A al punto B, se dice que hay una diferencia de potencial eléctrico entre A y B.
- 2.2: Potencial cerca de varios cuerpos cargados
- La geometría del sistema tiene un fuerte efecto sobre el potencial eléctrico. A continuación se discuten varias geometrías.
- 2.3: Electrón-voltios
- El electrón-voltio es una unidad de energía o trabajo. Un electrón-voltio (eV) es el trabajo requerido para mover un electrón a través de una diferencia de potencial de un voltio. Alternativamente, un electronvoltio es igual a la energía cinética adquirida por un electrón cuando se acelera a través de una diferencia de potencial de un voltio.
- 2.4: Una carga puntual y un plano conductor infinito
- Una placa metálica de plano infinito está en el plano XY. Se coloca una carga puntual +Q sobre el eje z a una altura h por encima de la placa. En consecuencia, los electrones serán atraídos hacia la parte de la placa inmediatamente debajo de la carga, de manera que la placa portará una densidad de carga negativa σ que es mayor en el origen y que cae con la distancia ρ del origen.
- 2.5: Una carga puntual y una esfera conductora
- Una carga puntual +Q está a una distancia R de una esfera metálica de radio a. vamos a tratar de calcular la densidad de carga superficial inducida en la superficie de la esfera, en función de la posición en la superficie. Debemos tener en cuenta que la superficie de la esfera es una superficie equipotencial, y tomaremos el potencial en la superficie para que sea cero.
- 2.6: Dos electrodos semicíclicos
- Esta sección requiere que el lector esté familiarizado con funciones de una variable compleja y transformaciones conformes. Para lectores que no estén familiarizados con estos, esta sección puede omitirse sin perjuicio de entender los siguientes capítulos. Para los lectores que están familiarizados, este es un buen ejemplo de transformaciones conformes para resolver un problema físico.