ENERGIA POTENZIALE
POTENZIALE ELETTRICO
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
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
L’energia potenziale elettrica è immagazzinata nel campo elettrico così come l’energia potenziale gravitazionale è immagazzinata nel campo gravitazionale
L'energia potenziale gravitazionale di due masse a distanza r è:
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
Sostituendo si ha l'energia potenziale elettrica di due cariche Q1 e Q2 a distanza r:
per k = 0 (condizione di zero)
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
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.
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
L’unità di misura della differenza di potenziale nel SI (d.d.p.) è il volt (V)
La differenza di potenziale indica la capacità del campo elettrico di compiere un lavoro
Le particelle con carica elettrica positiva, sotto l’azione delle forze del campo elettrico, si muovono da punti a potenziale maggiore a punti a potenziale minore
Le particelle con carica elettrica negativa, sotto l’azione delle forze del campo elettrico, si muovono da punti a potenziale minore a punti a potenziale maggiore
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.
e superfici equipotenziali sono sfere
concentriche con centro in Q.
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.
Per un campo uniforme vale:
L’intensità del campo elettrico può essere misurata anche in volt/metro (V/m)