Energia potencial elétrica:
A força elétrica é uma força conservativa, então o trabalho desta força em uma partícula não depende da trajetória, mas sim do ponto inicial e do ponto final da partícula.
Considerando a carga geradora Q e a carga de prova q, separados por uma distância d, temos:
A energia potencial elétrica para esse sistema é:
1.Proporcional ao produto das cargas.
2.Inversamente proporcional a distância entre as cargas
Portando a formula é dada por :
As unidade de energia, assim como na mecânica, é dado em joules [J].
O referencial é dado que quando a distância de q para Q ser infinita (d->inf) a Energia potencial é zero.
Potencial elétrico:
Igualmente a figura 1, temos uma carga geradora Q fixa e uma carga de prova vinda do infinito para o ponto p
Definimos o potencial elétrico como:
E q é a carga de prova do sistema.
Unidades: [joules] / [coulombs] ou seja [J] / [C] = Volts [V]
Observando a formula entendemos da seguinte forma: Para cada coulomb que a carga de prova ter, este ponto consegue dotar de X joules. Exemplo: V=10 volts, então o ponto dota de 10 joules de energia para cada coulomb de carga que a partícula ter nesse ponto p;
Potencial elétrico gerado por uma carga elétrica pontual:
A seguir definiremos uma formula para calcular o potencial elétrico em um ponto p e uma distância d da carga geradora Q.
Antes de tudo, devemos considerar que o potencial elétrico é definido em um ponto suficientemente perto da carga geradora Q.
Então temos:
Comparações entre campo elétrico e potencial elétrico:
- O campo elétrico é uma grandeza vetorial e o potencial elétrico é uma grandeza escalar.
- O campo elétrico é inversamente proporcional pelo o quadrado da distância, já o potencial elétrico é inversamente proporcional a distância.
- O campo elétrico transmite força elétrica à partícula, já o potencial elétrico transmite energia para a partícula em um determinado ponto p.
- Ambos são gerados por uma carga geradora Q.
Exercícios propostos:
Gabarito:
