Trabajo realizado por el campo eléctrico sobre la carga - ¿Negativo o Positivo?

Dado que el campo eléctrico es un campo conservativo, sabemos que el trabajo realizado por el campo es igual al cambio negativo en la energía potencial

o, por unidad de cargo

Dado que la carga comienza en$X$y termina en$Y$,$\Delta V=V_y-V_x$. Por lo tanto

La respuesta no depende de cómo$V_x$se compara con$V_y$. Se nos dice que la carga se mueve de$X$a$Y$, y eso es todo lo que necesitamos saber para determinar el trabajo realizado por el campo. La explicación dada es una buena verificación de consistencia, asumiendo que la carga se mueve solo debido al campo, pero no es necesario para responder la pregunta. Es una explicación muy pobre, en mi opinión, ya que solo argumenta por qué el trabajo debe ser positivo, pero no explica necesariamente por qué debe ser el valor exacto de$V_y-V_x$.

Creo que te estás confundiendo con otras explicaciones del trabajo realizado por otras fuerzas; estas son explicaciones que realmente no me gustan cuando las veo en los materiales introductorios, ya que los nuevos estudiantes generalmente no captan los detalles más finos y simplemente se confunden.

Cuando un campo conservativo realiza trabajo, podemos simplemente hablar sobre el trabajo que realiza directamente o podemos expresar ese trabajo en términos de un cambio en la energía potencial (como se hizo anteriormente). Cuando un campo conservativo realiza un trabajo positivo, el cambio en la energía potencial es negativo y viceversa.

Sin embargo, normalmente verá explicaciones sobre "cargas en movimiento" y hablará sobre el "trabajo realizado sobre la carga por una fuerza externa ". Suponemos además que la carga se mueve muy lentamente, de modo que la fuerza externa es igual y opuesta a la fuerza eléctrica en todos los instantes de tiempo. Entonces el trabajo realizado por la fuerza externa es igual al cambio de energía potencial de la carga. Y en este punto tendrías razón en que

En este caso, el problema solo pregunta sobre el campo eléctrico y, sin embargo, no hace referencia a una fuerza externa. Todo lo que necesita son los potenciales inicial y final para determinar el trabajo realizado por el campo.

El potencial eléctrico es una medida de cuánto trabajo puede realizar el campo que actúa sobre una unidad de carga positiva a medida que se mueve desde el punto en cuestión hasta un punto de referencia elegido. Si la carga se mueve de un punto a otro con un potencial más bajo, entonces se ha realizado parte de ese trabajo.