La variación de energía potencial electrostática ($\Delta E_p$) de una partícula con carga $q$ al desplazarse entre dos puntos $A$ y $B$ en un campo eléctrico uniforme $\vec{E}$ se define como el trabajo realizado por el campo eléctrico ($W_e$) cambiado de signo. Matemáticamente se expresa como:

Para un protón ($q > 0$), si el desplazamiento $d\vec{r}$ es paralelo al campo pero en sentido opuesto, el ángulo entre los vectores $\vec{E}$ y $d\vec{r}$ es $\theta = 180^\circ$. Calculamos la variación de la energía potencial:

Como el valor resultante es positivo ($\Delta E_p > 0$), la energía potencial electrostática del protón aumenta. Esto ocurre porque el movimiento se realiza en contra de la fuerza eléctrica natural, lo que requiere un aporte de energía externo que queda almacenado en forma de energía potencial.

Si el desplazamiento es perpendicular a las líneas de campo, el ángulo formado es $\theta = 90^\circ$. El producto escalar se anula de la siguiente forma:

La energía potencial no varía ($\Delta E_p = 0$). El protón se está desplazando a lo largo de una superficie equipotencial, donde el trabajo realizado por la fuerza eléctrica es nulo y el potencial eléctrico es constante en todos los puntos de la trayectoria.