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Eletrostática III: trabalho e potencial elétrico (Potencial elétrico…
Eletrostática III:
trabalho e potencial elétrico
Trabalho da força elétrica num campo uniforme
Tab = q.E.d (em que d é o módulo do deslocamento de A a B)
é positivo quando a força elétrica está no mesmo sentido que o deslocamento e é negativo se está contrária ao sentido do deslocamento
quando passa por mais de dois pontos, somamos as projeções das distâncias d1 + d2 + d3 + d4....
o trabalho não depende da forma da trajetória
Trabalho da força elétrica num campo qualquer. Diferença de potencial elétrico.
quando uma carga elétrica q se desloca num campo elétrico qualquer de um ponto A para um ponto B, o trabalho da força elétrica resultante, que age em q, não depende da forma da trajetória, que liga A em B, e depende dos pontos de partida (A) e chegada (B).
o trabalho é o mesmo, quer a trajetória seja 1, 2 ou 3
o quociente T/q depende somente dos pontos A e B do campo e pode expresso por Va - Vb ou por U e recebe o nome de diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B ou tensão elétrica entre os pontos A e B. Va - Vb = T/q ou U = T/q (Va e Vb são os potenciais elétricos de A e de B)
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Potencial elétrico
(grandeza escalar)
Num ponto de um campo qualquer
Para o cálculo do potencial elétrico em um ponto é preciso atribuir um valor arbitrário ao potencial elétrico de um outro ponto, por exemplo Vb = 0
Ficaria Va = T/q
No campo de uma carga puntiforme
Va - Vb = k. Q/da - k.Q/db
Vp = k. Q/d potencial elétrico de cada ponto P do campo de uma carga elétrica puntiforme em relação a um ponto de referência no infinito
No campo de várias cargas
o potencial elétrico num ponto P do campo é a soma algebrica dos potenciais em P, produzidos separadamente pelas cargas Q1, Q2, Q3, ...
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da mesma forma que a energia potencial elástica e a energia potencial gravitacional, a energia potencial elétrica é aquela que a qualquer momento pode se transformar em energia cinética
Energia mecânica = Energia potencial + Energia cinética
Em(A) = Em (B)
O potencial elétrico é a energia que o sistema terá quando colocarmos uma carga nele dividido por ela: Vp = Ep/q
Energia do potencial elétrico
(grandeza escalar)
Um campo de forças cujo trabalho entre dois pontos não depende da forma da trajetória é um campo conservativo de forças conservativas, aos quais associa-se a energia potencial
Em relação a um ponto de referência em B, a energia potencial elétrica da carga q, no ponto A (encontra-se em repouso), é igual ao trabalho da força elétrica no deslocamento de A a B.
Ep = q.Va (Vb = 0)
Propriedades do potencial elétrico
sendo T > 0
q > 0 --> Va - Vb > 0 --> Va > Vb
cargas elétricas positivas, abandonadas em repouso num campo elétrico e sujeitas apenas à força elétrica, deslocam-se, espontaneamente, para pontos de menor potencial
q < 0 --> Va - Vb < 0 ---> Va < Vb
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E = k.Q.q/d
Superfície equipotencial
é qualquer superfície cujos pontos têm todos potenciais elétricos iguais
no campo de uma carga puntiforme Q, as superfícies equipotenciais são esféricas e concêntricas; os pontos que possuem mesmo potencial Vp devem estar à mesma distância d de Q
As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais
Diferença de potencial entre dois pontos do campo
E = U/d
Unidade: volt/metro, equivalente a newton/coulomb
Quanto mais próximo da carga, menor o potencial elétrico
