¿Qué es el potencial eléctrico?
El potencial eléctrico, que se mide en voltios (V), es la energía potencial eléctrica por unidad de carga en un punto del espacio generada por una carga fuente. Para una sola carga puntual Q, el potencial a una distancia r se obtiene mediante la ley de Coulomb para el potencial: \(V = kQ/r\). Esta calculadora funciona con cualquier conjunto de datos coherentes en unidades del SI y se aplica de forma universal: es física pura, sin depender de ningún país ni normativa.
Cómo usar la calculadora
Introduce la carga fuente Q en culombios (C) —puedes emplear valores en notación científica, como 0,000001 para 1 microculombio— y la distancia r en metros (m) desde la carga hasta el punto que te interesa. La calculadora te devuelve el potencial eléctrico en voltios. Una carga positiva produce un potencial positivo; una carga negativa, un potencial negativo.
La fórmula explicada
$$V = k\,\frac{\text{Charge }Q}{\text{Distance }r}$$ donde \(k\) es la constante de Coulomb, aproximadamente \(8{,}9875 \times 10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\) (que a menudo se redondea a \(9 \times 10^9\)). \(Q\) es la carga fuente en culombios y \(r\) es la distancia radial en metros. El potencial disminuye de forma inversamente proporcional a la distancia: si te alejas el doble, el potencial se reduce a la mitad. A diferencia del campo eléctrico (que decae como \(1/r^2\)), el potencial decae como \(1/r\).
Ejemplo resuelto
Supongamos que una carga de \(Q = 2 \times 10^{-6}\ \text{C}\) (2 µC) está situada en el espacio y queremos conocer el potencial a 0,05 m de distancia. Entonces $$V = \frac{8{,}9875 \times 10^9 \times 2 \times 10^{-6}}{0{,}05} = \frac{17975}{0{,}05} \approx 359\,502 \text{ voltios}.$$ Por tanto, el potencial en ese punto es de unos 360 kV.
Preguntas frecuentes
¿Importa el signo? Sí. Una carga negativa da un potencial negativo, ya que el potencial es una magnitud escalar que conserva el signo de la carga fuente.
¿Qué ocurre si r = 0? La fórmula diverge en \(r = 0\) (el potencial se vuelve infinito), por lo que la distancia debe ser mayor que cero. La calculadora devuelve 0 para evitar la división entre cero.
¿Qué valor de k se utiliza? El valor exacto basado en CODATA: \(8{,}9875517873681764 \times 10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\).
