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ENERGIA POTENZIALE (POTENZIALE ELETTRICO (La differenza di potenziale (d.d…
ENERGIA POTENZIALE
POTENZIALE ELETTRICO
Il potenziale elettrico è una grandezza scalare che dipende dalle N cariche che generano il campo elettrico, ma non dalla carica di prova:
VA = UA/q : il potenziale elettrico è il rapporto tra l'energia potenziale della carica di prova q, nel punto A, dovuta alla presenza delle cariche che generano il campo, e la carica di prova stessa.
Poiché U è direttamente proporzionale a q, V è indipendente da q.
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La differenza di potenziale (d.d.p.) VA - VB tra due punti A e B, in un campo elettrico, è definita come il rapporto tra il lavoro che le forze del campo compiono per spostare la carica q dal punto A al punto B e la carica stessa
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L'energia potenziale di q, in un punto P a distanza r dalla carica Q che genera il campo, è:
Se il campo è generato da più cariche, il potenziale è la somma algebrica dei potenziali generati in P dalle singole cariche.
Una superficie equipotenziale è il luogo dei punti dello spazio in cui il potenziale elettrico assume lo stesso valore.
Le superfici equipotenziali sono perpendicolari, in ogni punto, alle linee del campo elettrico.
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Per un campo elettrico uniforme:
- le superfici equipotenziali sono piani ad esse perpendicolari.
- le linee di campo superfici equipotenziali sono piani ad esse perpendicolari.
- le superfici equipotenziali sono piani ad esse perpendicolari.
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Per un campo uniforme vale:
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ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE
In presenza di campi gravitazionali, è possibile definire un’energia potenziale gravitazionale Ug = mgh.
La differenza di energia potenziale per un corpo in due diversi punti A e B è uguale al lavoro compiuto dalla forza di gravità per spostare il corpo da A a B dipende solo dal dislivello tra A e B e non dal percorso
L'energia potenziale gravitazionale di due masse a distanza r è:
ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA
In presenza di un campo elettrico uniforme è possibile definire un’energia potenziale elettrica La differenza di energia potenziale elettrica di una carica in due diversi punti A e B è pari al lavoro compiuto dalle forze del campo elettrico per spostare la carica da A a B dipende solo dallo spostamento nella direzione del campo e non dal percorso
Unità di misura= Joule
Sostituendo si ha l'energia potenziale elettrica di due cariche Q1 e Q2 a distanza r:
per k = 0 (condizione di zero)
L’energia potenziale elettrica è immagazzinata nel campo elettrico così come l’energia potenziale gravitazionale è immagazzinata nel campo gravitazionale
Il campo elettrico è conservativo al suo interno; la somma dell’energia potenziale e dell’energia cinetica di un corpo si conserva sotto l’azione delle forze elettriche una carica elettrica aumenta la sua energia cinetica a spese della sua energia potenziale elettrica
analogia con un corpo in caduta libera
La scelta k = 0 equivale a prendere come riferimento (U = 0) la situazione di due cariche a distanza infinita. Dal grafico di U in funzione di r si vede che l'energia potenziale si annulla per r infinitamente grande.
Tutto ciò sembra essere molto astratto, ma in realtà spiega moltissimi fenomeni quotidiani. Per es quando ricarichi il tuo cellulare , il caricabatteria immagazzina energia potenziale elettrica all’interno della batteria. Quando adoperi il cellulare, questa energia potenziale viene trasformata dai circuiti del dispositivo in altre forme di energia, per esempio energia luminosa dello schermo