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Un ejemplo de fuerzas no conservativas podria ser la de rozamiento, ya que parte de la energía se transforma en calor.

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Un ejemplo de las fuerzas conservativas podría ser la gravitatoria, la elástica o la eléctrica. Esto debido a que hay una variación directa entre energía potencial y cinética en los sistemas que presentan dichas fuerzas, por lo que no se pierde energía.

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Las fuerzas bajo las cuales la energía se disipa, se denominan fuerzas no conservativas

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Las fuerzas bajo las cuales la energía transfiere o trensforma se denominan fuerzas conservativas

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En ocasiones es mas sencillo determinar el voltaje respecto al campo eléctrico que respecto a una carga o distribución. El potencial de un punto a hasta un punto b, se puede determinar como:

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Voltaje respecto a una distribución de carga.

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Voltaje respecto a una distribución de carga.

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Para esto se hace uso de una integral donde r representa la distancia entre la distribución de carga dq y el punto donde se desea saber el voltaje.

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Voltaje respecto a una o varias cargas puntuales.

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Voltaje respecto a una o varias cargas puntuales.

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Para calcular el potencial eléctrico respecto a una o varias cargas puntuales, se determina el r como la distancia del punto medido a las cargas, siendo un voltaje negativo o positivo, dependiendo del signo de la carga y se expresa como:

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El potencial eléctrico se define como la energía potencial eléctrica por unidad de carga, por lo que el potencial en un punto determinado se calcula como la energía potencial en dicho punto dividido por la magnitud de dicha carga de prueba. Tanto la energía potencial como la carga son escalares, por lo que el potencial también es un escalar y sus unidades son los Volts.

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El trabajo realizado por una carga de prueba sometida a un campo eléctrico se define como el producto de la fuerza eléctrica ejercida, y la distancia de desplazamiento. Dicho trabajo se puede expresar de igual forma como la variación de energía potencial eléctrica de la partícula, siempre y cuando las fuerzas sean conservativas.

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Circuito donde la diferencia de potencial es igual en los capacitores, pero la carga varia en ellos . En estos circuíyos se cumple que su capacitancia equivalente es igual a la suma de la capacitancia en todos los capacitores.

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Circuito donde la diferencia de potencial es distinta en los capacitores y no hay nodos entre los capacitores. En este la carga es la misma en los capacitores. Finalmente la capacitancia equivalente es el inverso de la suma de la capacitancias, es decir,
1/ Cequi.

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C= Q / dV
donde:
C: capacitancia
Q: carga
dV: diferencia de potencial
Sus unidades son en Faraday.

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Es un dispositivo eléctrico pasivo el cual debido a una diferencia de potencial (fuente) almacena carga como energía, debido a la presencia de un campo eléctrico

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La capacitancia es la capacidad de un circuito de almacenar energía en forma eléctrica

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La energía potencial de un sistema formado por varias cargas puntuales equivale al trabajo necesario que debería realizar una fuerza exterior para ensamblar las cargas en esas posiciones trayéndolas desde el infinito.

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Energía potencial eléctrica en un sistema de más de dos partículas

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Energía potencial eléctrica en un sistema de más de dos partículas

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Si en lugar de poseer dos cargas puntuales, disponemos de más cargas, podemos calcular la energía potencial del sistema sumando algebraicamente  la energía potencial eléctrica entre cada pareja de cargas. Por ejemplo, si disponemos de tres cargas q₁, q₂ y q₃ la energía potencial eléctrica del sistema se obtiene por medio de la siguiente expresión que cumple el principio de superposición (Ver imagen):

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Energía potencial de un sistema de dos partículas

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Energía potencial de un sistema de dos partículas

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La energía potencial eléctrica que posee una carga puntual q en presencia de otra carga puntual Q que se encuentran separadas cierta distancia r es (ver imagen):

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La energía potencial eléctrica de una carga situada en una posición A equivale al trabajo realizado por una fuerza externa para trasladar dicha carga desde el infinito hasta dicha posición A, o dicho de otra forma, el opuesto del trabajo realizado por la fuerza eléctrica para llevarla desde el infinito hasta A.

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Capacidad para realizar un trabajo de una fuerza conservativa. Al igual que cuando hablamos de la energía potencial gravitatoria estudiamos que un cuerpo que se encuentra a una determinada altura de la superficie de la Tierra adquiere una determinada cantidad de energía potencial provocada por la acción de la fuerza gravitatoria, un cuerpo cargado que sufre la acción de una fuerza eléctrica cuando esta dentro de un campo eléctrico adquiere energía potencial eléctrica (U).

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La carga debe estar distribuida en la superficie del conductor y si el conductor es hueco estará en la superficie externa.

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La superficie de un conductor es equipotencial 

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La superficie de un conductor es equipotencial 

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El potencial V es igual en todos los puntos del interior y de la superficie del conductor

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El campo eléctrico en la superficie está dirigido hacia afuera y es perpendicular a la superficie.

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El campo eléctrico en la superficie está dirigido hacia afuera y es perpendicular a la superficie.

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Se ubica sobre la superficie, razón por la que aísla, además todo punto tiene el mismo potencial eléctrico.
Debido a que las cargas se organizan y redistribuyen en sentido contrario al del campo se genera un campo de 90 grados.
De no ser perpendicular ocurriría que las cargas se empezarían a desplazar, por lo cual dejaría de estar en equilibrio.

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La carga eléctrica se distribuye sobre la superficie, concentrándose en las zonas de menor radio de curvatura.

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La carga eléctrica se distribuye sobre la superficie, concentrándose en las zonas de menor radio de curvatura.

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La densidad superficial de carga no es la misma toda la superficie del conductor (depende de la curvatura local de la superficie), por lo que el módulo del campo eléctrico que crea tampoco será el mismo en todos los puntos. Si se considera un pequeño elemento de superficie, éste es aproximadamente plano.

El campo creado por este pequeño elemento de superficie se calcula determinando el flujo a través de la superficie cerrada representada en rojo en la figura.

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Al situar un conductor en un campo eléctrico debe anularse el campo en su interior para que se alcance el equilibrio electrostático. Ésto da lugar a una reordenación de las cargas del conductor de modo que crean un campo eléctrico en el interior del conductor que compense el campo aplicado.

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Tienen su origen en las partículas subatómicas en los protones con carga positiva. neutrones sin carga y electrones con carga negativa. Normalmente los cuerpos están en estado neutro, es decir tienen la misma cantidad de protones que electrones, pero al realizar alguno de los siguientes procesos de carga los cuerpos son capaces de ceder o captar cargas dependiendo sus propiedades como material

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La electrización por frotamiento consiste en frotar un material con otro, así uno de ellos capta o cede electrones, quedando ambos con cierta carga neta.

Los electrones, aunque sujetos al núcleo atómico formado por protones y neutrones, tienen buena movilidad y los más externos pueden incluso desprenderse en ciertos casos. Claro que para esto hay que efectuar una cantidad de trabajo, que dependerá de la naturaleza del material.

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La carga eléctrica fluye entre dos objetos puestos en contacto directo. Si hay exceso de electrones en uno, una parte pasará al otro objeto. Y si por el contrario hay defecto, uno de los objetos podría ceder electrones al otro, quedando los cuerpos con cargas del mismo signo.

Por ejemplo, tocando una esfera metálica con una barra de plástico previamente cargada, algunos de los electrones en exceso de la barra pasan directamente a la esfera.

De esta manera la esfera metálica se ha cargado por contacto directo, repartiéndose el exceso de carga entre ellos, siempre respetando al principio de conservación de la carga.

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Por más que se froten, los objetos metálicos no adquieren carga neta mediante frotamiento.

Pero una esfera de metal se electriza cuando se le acerca por un lado y sin tocar, una barra de plástico o de caucho rígido cargada, mientras se toca con el dedo por el lado contrario.

De esta manera la carga negativa irá pasando de la esfera hacia el cuerpo de la persona. Después se retira el dedo y se aleja la barra, y así la esfera queda con carga neta positiva.

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Juan Esteban Rivera Romero.
Daniel Alejandro Sierra Buitrago.

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Propiedades de los conductores en equilibrio electrostático.

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Propiedades de los conductores en equilibrio electrostático.