Diferencia de potencial entre dos puntos

La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que denota el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico , para comprenderlo mejor se deben tener en cuenta otros conceptos como el de potencial eléctrico.

Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial eléctrico. De esta manera el potencial en un punto bajo la influencia de un campo eléctrico se puede definir como el trabajo que hay que realizar para movilizar una carga eléctrica infinitamente lejana (infinitamente lejana, no es ni más ni menos que fuera del campo eléctrico en cuestión) hasta ese punto.

Ahora bien, en el marco de un circuito eléctrico, el potencial eléctrico existente en un punto refleja la energía que tienen las cargas eléctricas (electrones) al pasar por el punto en cuestión. Cuando la unidad de carga va recorriendo el circuito, pierde energía mientras pasa por los distintos componentes. Dicha pérdida de energía tendrá diferentes manifestaciones a través de trabajos como la iluminación que aparece en una lámpara o el movimiento que se logra en un motor, por citar dos posibilidades. Para recuperar la energía, la carga debe pasar nuevamente por un generador de tensión.

Lámpara encendida

La energía (E) que el generador cede al circuito durante su funcionamiento es directamente proporcional a su diferencia de potencial (V) y a la carga, q (C), que pone en movimiento: 

E = q × V

Donde:

  • E es la energía cedida por el generador medida en Joule (J)
  • q es la carga eléctrica (cantidad de electrones) medida en Coulomb(C)
  • V es la diferencia de potencial eléctrico medida en Volts o Voltios(V)

Por lo tanto la diferencia de potencial es:

\mathbf{V\ =\ \frac{E}{q}}

Es decir : 

\mathbf{1V\ =\ \frac{1J}{1C}}

Esta idea, lleva a pensar que dentro de un circuito eléctrico, las cargas (electrones) nunca se gastan, sino que se mueven dentro del mismo y que lo que realmente sucede es que a medida que lo recorren se van descargando para volver a “energizarse” dentro de la fuente de alimentación.

En otras palabras, la tensión o diferencia de potencial es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos (1 y 2).

Es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial de los puntos 1 y 2 en el campo. Se expresa por la fórmula:

V1 − V2 = E × r

donde:

  • V1 − V2 es la diferencia de potencial entre los puntos 1 y 2

  • E es la Intensidad de campo en newton/culombio

  • r es la distancia en metros entre los puntos 1 y 2

A mayor diferencia de potencial que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica, mayor es la tensión existente en el circuito al que corresponde ese conductor. 

La diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial. Los submúltiplos del voltio son milivoltios (mV) (1/1000 de voltio), y microvoltios (uV) (1/1000.000 de electrones por voltio).

De esta manera, una carga eléctrica que sale del borne positivo de una fuente de alimentación o pila, lleva consigo una determinada energía eléctrica que irá “transformándose” en luz, movimiento, calor, etc, hasta que llega completamente descargada al borne negativo de la mencionada fuente. Dentro de la misma, la carga vuelve a energizarse y así el ciclo comienza nuevamente.

Cuando dos puntos que tienen una diferencia de potencial son unidos a través de un conductor, se produce un flujo de corriente eléctrica y ésta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico.

Diferencia de potencial
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