El concepte d’energia potencial s’ha analitzat en el primer bloc temàtic relacionant-la amb forces conservatives com la força gravitatòria i la força elàstica exercida per un ressort. En aquesta sessió s’estudiarà el concepte d’energia potencial elèctrica i serà molt útil a l’hora de calcular camps elèctrics. Com que la força elèctrica és conservativa, els fenòmens electrostàtics es poden descriure en termes d’una energia potencial elèctrica. Aquesta idea ens permet introduir el concepte de potencial elèctric el caràcter escalar del qual ens permetrà calcular d’una manera més senzilla el camp elèctric, que és vectorial. El potencial elèctric es pot definir com l’energia potencial per unitat de càrrega i s’obtindrà el seu valor per a càrregues puntuals i per a diferents distribucions contínues de càrrega. S’analitzarà el cas de conductors en equilibri electrostàtic i les seues propietats.

Seguidament es definirà el concepte de superfície equipotencial i les seues propietats. Després s’obtindrà la relació entre el camp elèctric i el potencial elèctric que ens permetrà obtenir el potencial elèctric per integració conegut el camp elèctric o el camp elèctric a partir del gradient del potencial elèctric conegut aquest.

S’acabarà la sessió amb l’estudi de la capacitat, els condensadors i els dielèctrics. S’entén per condensador qualsevol dispositiu capaç d’emmagatzemar càrrega i energia. S’estudien distints tipus de condensadors i s’obtindrà la capacitat d’aquests, així com l’associació de condensadors. A continuació s’estudiarà l’energia que s’emmagatzema en un condensador i es definirà el concepte de densitat d’energia entre les plaques d’un condensador. Altre aspecte interessant a estudiar és la variació de la capacitat, del camp elèctric, del potencial elèctric i de la càrrega elèctrica quan es col·loca un material dielèctric en l’interior d’un condensador.

El Curs Interactiu de Física en Internet és un curs de Física general realitzat pel professor Ángel Franco de la Universitat del País Basc. La següent imatge enllaça al bloc dedicat a l’electromagnetisme.

La versió en castellà i la bibliografia d’aquest bloc es pot consultar ací.

Podem imaginar-nos la nostra vida quotidiana sense l’electricitat, en particular, o l’electromagnetisme, en general? Quina és la càrrega total dels electrons en la moneda de 10 cèntims d’euro? Les primeres observacions de l’atracció elèctrica les van fer els grecs en l’antiguitat, els quals descobriren que l’ambre, després de refregar-lo, atreia objectes petits com ara palletes o plomes. De fet, la paraula elèctric prové del mot elektron, que significa ambre. Actualment, l’electricitat continua sent un camp d’investigació i d’aplicació. L’enginyeria elèctrica tracta de millorar la tecnologia elèctrica existent, incrementant el rendiment i l’eficiència de dispositius elèctrics diversos, com ara automòbils híbrids, plantes elèctriques, etc.

En aquest bloc començarem l’estudi de l’electricitat a partir de l’electrostàtica, que tracta de les càrregues en repòs, i del concepte de camp electrostàtic. Després d’introduir les propietats elèctriques de la matèria, es farà èmfasi en el caràcter conservatiu de la càrrega i de la seua quantització. Tot seguit estudiarem la llei de Coulomb, que descriu la força que exerceix una càrrega en una altra. A continuació introduirem el concepte de camp elèctric associat amb una distribució de càrrega i veurem com es pot descriure mitjançant les línies de camp que n’indiquen el mòdul i la direcció. Finalment, estudiarem el concepte de flux del camp elèctric que ens portarà a l’enunciat del teorema de Gauss i les seues aplicacions.

El Curs Interactiu de Física en Internet és un curs de Física general realitzat pel professor Ángel Franco de la Universitat del País Basc. La següent imatge enllaça al bloc dedicat a l’electromagnetisme.

La versió en castellà i la bibliografia d’aquest bloc es pot consultar ací.