Superficie equipotencial

En este post te explicamos qué son las superficies equipotenciales y cuáles son sus características. Además, podrás ver cómo se calcula el potencial de una superficie equipotencial eléctrica.

¿Qué es una superficie equipotencial?

Se define una superficie equipotencial como el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los que el potencial del campo es constante. Es decir, una superficie equipotencial de un campo (eléctrico o gravitatorio) son todos aquellos puntos en los que el valor del potencial del campo es el mismo.

Por ejemplo, el potencial del campo eléctrico que genera una carga puntual varía según la distancia, por lo tanto, las superficies equipotenciales del campo eléctrico son circunferencias, de manera que cada circunferencia tiene un valor de potencial eléctrico diferente.

En física, los campos más estudiados son el campo eléctrico y el campo gravitatorio, por lo que generalmente la superficie equipotencial será de potencial eléctrico o de potencial gravitatorio.

Características de las superficies equipotenciales

Las superficies equipotenciales tienen las siguientes propiedades:

• Las superficies equipotenciales son perpendiculares al campo que las genera.
• No se realiza trabajo al mover un cuerpo a lo largo de una superficie equipotencial, ya que la variación de potencial entre dos puntos de una superficie equipotencial es igual a cero.
• Las superficies equipotenciales nunca se cruzan entre sí. Si dos superficies equipotenciales se cruzaran, habría dos valores diferentes de potencial en el punto de cruce, lo cual contradice la definición de una superficie equipotencial.
• En los diagramas, las superficies equipotenciales se suelen representar con líneas, estas líneas conectan puntos que tienen el mismo potencial.

Calcular el potencial eléctrico de una superficie equipotencial

El potencial eléctrico creado por una carga puntual es igual a la constante de Coulomb por la carga que crea el campo eléctrico dividido por la distancia entre dicha carga y el punto en el que se calcula el potencial.

Por lo tanto, la fórmula para calcular el potencial eléctrico de una superficie equipotencial es la siguiente:

Donde:

• es el potencial eléctrico.
• es la constante de Coulomb, cuyo valor en el vacío es aproximadamente 9·10⁹ N·m²/C².
• es la carga eléctrica que crea el campo.
• es la distancia entre la carga que genera el campo y el punto en el que se mide el potencial eléctrico.