¿Qué significa potencial eléctrico en un punto?

Según tengo entendido, la diferencia de potencial (o voltaje) entre el punto A y el punto B es la diferencia de potencial eléctrico en los dos puntos. La diferencia de potencial es también el trabajo realizado por unidad de carga al mover cargas del punto A al punto B.

Pero aparentemente, ¿el potencial en un punto (por ejemplo, el punto A) también se mide en voltaje? ¿Cómo es posible que en el punto A se realice trabajo por unidad de carga al mover cargas del punto A al punto A?

Respuestas (4)

Puedes pensarlo de esa manera. Dejar ϕ ( X ) sea ​​la función potencial de un campo eléctrico mi → con condiciones de contorno límite X → ∞ ϕ ( X ) = 0 . Por el potencial que obtenemos

ϕ ( X ) = ϕ ( X ) − ϕ ( ∞ ) = ∫ ∞ X mi → ( y ) d y .

Si trae su objeto cargado desde el punto X al infinito espacial se obtiene la diferencia ϕ ( X ) − ϕ ( ∞ ) = ϕ ( X ) − 0 = ϕ ( X ) .

Es cuestión de elegir el nivel cero del potencial.

Gracias por su respuesta, pero ¿hay una explicación más simple para los estudiantes de secundaria?
Puede elegir algún punto de referencia para el potencial. Hagamos un ejemplo. Para alguna configuración asumimos que ϕ ( X 1 ) = 5   V . Nuestro punto de referencia es ϕ ( 0 ) = 0 (supongamos el caso de un condensador). ¿Qué quiere decir esto? El potencial ϕ ( X 1 ) = 5   V da lugar a la diferencia de potencial entre el punto 0 y X 1 .
Cabe señalar que no todos los sistemas pueden tener un potencial definido en el infinito
@AaronStevens: Por supuesto, pero dejé ese hecho para dar una explicación descriptiva.
Por supuesto, nada en tu contra :) ¡Gran respuesta!

En la definición de potencial eléctrico en un punto del espacio, se suele suponer que el punto de referencia está en el infinito. Entonces, el potencial en el punto A se define como el trabajo que debe realizarse para mover una unidad de carga positiva desde el infinito hasta el punto A.

Cabe señalar que no todos los sistemas pueden tener un potencial definido en el infinito.
Gracias. Pero, ¿qué quiere decir con que no todos los sistemas pueden tener un potencial definido en el infinito?
@AaronStevens Creo que la pregunta anterior fue dirigida a usted.
(Gracias VF Gran respuesta concisa pero suficiente por cierto) @BøbbyLeung Te metes en problemas cuando tu distribución de carga se extiende hasta el infinito (como cargas de línea infinita). En casos como estos, los potenciales mismos pueden ir al infinito en el infinito. Por supuesto, distribuciones como estas son simplificaciones matemáticas, por lo que en el mundo real esto no es realmente un problema (por lo que esta respuesta sigue siendo realmente buena). Solo quería hacer una nota ya que las clases de física de introducción usan cargas lineales infinitas donde el punto de referencia no está en el infinito.
@BøbbyLeung La idea es (que también está en otras respuestas) que cuando dices V ( X ) realmente quieres decir V ( X ) − V ( X r mi F ) , donde hemos definido V ( X r mi F ) = 0 . Típicamente X r mi F es infinito, pero solo quería señalar que esto no siempre es posible en nuestras idealizaciones matemáticas de distribuciones con cargas en el infinito.
@AaronStevens Bien, gracias. Aunque todavía es un poco demasiado abstracto para mí, le preguntaré a mi maestro si puede aclararlo.
@BøbbyLeung En la vida real, el campo eléctrico en el infinito es cero, por lo que si comienzas a mover una pos. unidad de carga desde el infinito hasta un punto de interés, A, el trabajo que debe realizar es igual a la energía potencial absoluta en A. Si elige una ref. diferente. punto, B, donde el campo no es cero, el trabajo que necesita realizar para mover la carga de B a A, le daría la diferencia. de pot., pero no un valor absoluto, como podría definirse rel. hasta el infinito. Pero, en teoría, podría tener un cable cargado infinitamente largo, con un campo que se extiende hasta el infinito, en cuyo caso, pot. rel. a inf. no serán abdominales. ya no.

Has entendido el concepto de diferencia de potencial entre dos puntos A y B. Pero no sabes por qué hay un potencial en un solo punto, digamos P. Cuando hablamos del potencial en un punto P, generalmente nos referimos al diferencia de potencial entre el infinito y el punto P. Es decir, el potencial en el punto P se define como el trabajo realizado para llevar una unidad de carga positiva desde el infinito hasta ese punto. Es simple, simplemente reemplace el punto B en su ejemplo dado con infinito y el punto A con el punto P.

Cabe señalar que no todos los sistemas pueden tener un potencial definido en el infinito

En los libros de texto introductorios comunes, el voltaje se define como la diferencia de potencial eléctrico (por ejemplo, entre A y B) entre dos puntos en el espacio. Dicen que A y B tienen una diferencia de potencial, y que tanto A como B tienen potenciales eléctricos únicos.

Este es un punto de vista completamente estrecho.

El potencial eléctrico, la diferencia de potencial eléctrico y el voltaje son completamente sinónimos .

En su caso, tiene razón en que no tiene sentido definir un potencial único en el punto A. Cuando dice el "potencial en el punto A", lo que realmente quiere decir es la diferencia de potencial eléctrico entre el punto A y algunos punto de referencia explícito (p. ej., circuito a tierra) o incluso implícito (p. ej., infinito).

Después de todo, ningún potencial es absoluto. Cuando dices que una pelota "tiene energía potencial metro gramo h ", estás diciendo en secreto que "la diferencia de energía potencial gravitacional entre su altura y el suelo es metro gramo h ". También se podría decir que su potencial gravitatorio es cero a esa altura, en cuyo caso tendría potencial − metro gramo h En el suelo.

Todo es relativo a la elección del punto de referencia de uno, y esta elección siempre se hace, ya sea explícita o implícitamente.

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