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Superficies Equipotenciales
Física I
Colegio De Ciencias Y Humanidades UNAM
• 3Instituto México de Ciudad Juárez
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SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante.
El caso más sencillo puede ser el de un campo gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son esferas concéntricas alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero.
Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llaman líneas equipotenciales
Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, como se deduce de la definición de potencial (r = cte).
Superficies equipotenciales creadas por una carga puntual positiva(a) y otra negativa (b)
Si recordamos la expresión para el trabajo, es evidente que:
“CUANDO UNA CARGA SE MUEVE SOBRE UNA SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL LA
FUERZA ELECTROSTÁTICA NO REALIZA TRABAJO, PUESTO QUE LA ΔV ES
NULA.”
Por otra parte, para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, ésta debe ser perpendicular al desplazamiento, por lo que el campo eléctrico (paralelo a la fuerza) es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. En la figura anterior (a) se observa que en el desplazamiento sobre la superficie equipotencial desde el punto A hasta el B el campo eléctrico es perpendicular al desplazamiento.
Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en:
o Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye. o El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma superficie equipotencial es nulo. o Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar.
Superficies equipotenciales en placas paralelas:
Las líneas equipotenciales son, en el centro, rectas verticales, pero cerca de las placas curvan hacia ellas cerca de los extremos. Eso quiere decir que hay una concentración adicional de carga en el borde
Las líneas de campo serán, en la zona media (con la Y tomando valores de -4 a 4 cm). aproximadamente, rectas perpendiculares a ambas placas. Las que están por encima y por debajo se curvarán en los extremos para mantener la relación de perpendicularidad con las equipotenciales.
Las líneas equipotenciales (continuas) y el campo eléctrico (líneas de fuerza representadas por las gradaciones de color y sentido indicado por las puntas de flecha) causados por dos placas paralelas con una diferencia de potencial establecida entre ellas responden a un esquema semejante a éste:
Superficies Equipotenciales
Asignatura: Física I
Colegio De Ciencias Y Humanidades UNAM
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