¿Puede haber una diferencia de potencial sin corriente?
El potencial eléctrico es la potencia eléctrica potencial por unidad de carga, medida en julios por culombio (voltios). El «potencial eléctrico» debe distinguirse del «potencial eléctrico» observando que el «potencial» es «por unidad de carga». Al igual que la energía mecánica potencial, se puede elegir cero en cualquier punto de modo que la diferencia de potencial, es decir, el voltaje, sea la cantidad que tenga importancia física.
El voltaje entre el punto A y el punto B es igual al trabajo que se debe realizar en la unidad de carga contra o por el campo eléctrico para mover la carga de A a B. El voltaje entre los dos extremos de un camino es la energía total requerida para mover una pequeña carga eléctrica a lo largo de ese camino dividida por el tamaño de la carga. Desde un punto de vista matemático, esto se expresa como el campo eléctrico lineal integrado y la magnitud del campo magnético cambia a lo largo de ese camino. En general, en la determinación de la tensión entre dos puntos se debe incluir tanto un campo estático (que no cambia) como uno dinámico (electromagnético) (que varía con el tiempo).
Desde un punto de vista histórico, esta cantidad también ha sido denominada «tensión» y «presión». La presión ya está obsoleta, pero el voltaje todavía se utiliza, por ejemplo, dentro de la expresión «alto voltaje» (HT), que se usa comúnmente en la electrónica basada en termopozos (tubo de vacío).
El voltaje se define de modo que los objetos cargados negativamente sean llevados a voltajes más altos, mientras que los objetos cargados positivamente sean llevados a voltajes más bajos. Por lo tanto, la corriente convencional en un cable o resistencia siempre proviene de un voltaje mayor a un voltaje menor. La corriente puede fluir de un voltaje más bajo a un voltaje más alto, pero sólo cuando hay una fuente de energía presente para «empujarla» contra el campo eléctrico opuesto. Este es el caso de cualquier fuente de electricidad. Por ejemplo, dentro de una batería, las reacciones químicas proporcionan la energía necesaria para hacer fluir el ion desde el terminal negativo al positivo.
El campo eléctrico no es el único factor que determina la tasa de flujo de carga en un material, y diferentes materiales desarrollan naturalmente diferencias en el potencial eléctrico en equilibrio (potenciales galvánicos). El potencial eléctrico de un material ni siquiera es una cantidad bien definida, ya que varía según la escala subatómica. Se puede encontrar una definición más conveniente de «tensión» en lugar del concepto de nivel de Fermi.
En este caso, la tensión entre dos cuerpos es el trabajo termodinámico necesario para mover una unidad de carga entre ellos. Esta definición es práctica porque un voltímetro real realmente mide este trabajo, no una diferencia de potencial eléctrico.
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