A022 Potencial Eléctrico de un Sistema de Cargas Puntuales

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Potencial Eléctrico de un Sistema de Cargas Puntuales
El potencial eléctrico (V) en un punto del espacio mide la energía por unidad de carga en ese lugar. Cuando tenemos un sistema compuesto por varias cargas puntuales (cargas sin volumen dispersas en el espacio), el potencial total en un punto específico se calcula mediante el principio de superposición.

Este principio establece que el potencial resultante es simplemente la suma algebraica de los potenciales individuales que genera cada carga por separado en ese punto. 

A diferencia del campo eléctrico, el potencial es una magnitud escalar (un número con unidad, no un vector), por lo que no tiene dirección ni sentido; esto permite que se sumen directamente sus valores numéricos, los cuales pueden ser positivos o negativos según el signo de la carga.

Fórmulas Matemáticas
Para un sistema compuesto por un número N de cargas puntuales, el potencial eléctrico total se calcula sumando el efecto de cada carga Q_i desde la primera (i = 1) hasta la última (i = N).

Dependiendo de cómo se exprese la constante del medio, existen dos formas idénticas de escribir esta ecuación:

Resumen

El potencial eléctrico en un punto debido a múltiples cargas se obtiene sumando los potenciales individuales de cada una.

Esta propiedad se basa en el principio de superposición.

El cálculo es escalar (numérico directo), donde el signo de la carga determina si el potencial que aporta es positivo o negativo.

La distancia (Ri) entre cada carga y el punto de medición es inversamente proporcional al potencial que dicha carga genera.

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Esquema
Potencial eléctrico de cargas puntuales
Concepto clave:
Magnitud escalar calculada en un punto del espacio.

Método de cálculo:
Principio de superposición.
Suma de potenciales individuales.

Variables involucradas:
Magnitud y signo de las cargas (Qi).
Distancia al punto (Ri).
Constantes del medio (k).

Ejemplos