CAIO BRENO

FÍSICA

POTENCIAL ELÉTRICO E ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA

03/05/2022

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Se a posição inicial estiver no infinito, onde a energia potencial pode ser considerada nula, então podemos dizer que a energia potencial na posição final é dada por U_f = U, e definir o potencial no ponto final como:

Por aqui vemos que o potencial é a energia potencial por unidade de carga produzido por uma carga, ou cargas, no espaço que a(s) circunda. É uma descrição alternativa do efeito de cargas no espaço à sua volta. Podemos tanto dizer que as cargas geram um campo elétrico, que submeterá outras cargas a uma força eletrostática (descrição vetorial), como podemos dizer que as cargas geram um potencial elétrico que fornecerá energia potencial a outras cargas (descrição escalar).

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Relação entre Potencial e Campo Elétrico

Analisando a figura abaixo, temos:

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Relação entre Potencial e Campo Elétrico

Esta equação sugere que o campo elétrico, também pode ser medido em Volt / metro.

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Potencial criado por uma Carga Puntiforme

Usando a relação:

Estamos supondo o ponto A no infinito, ou seja V_A= 0.

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E lembrando que o campo elétrico criado por uma carga é:

Temos, o potencial no ponto P é calculado como:

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Uma nova linguagem

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1. Cargas positivas criam potenciais positivos.

Uma carga positiva colocada numa região com potencial positivo procurará se dirigir no sentido em que o potencial diminua (Repulsão).

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Uma carga negativa colocada nesse mesmo potencial fará o contrário, ou seja, irá dirigir-se no sentido em que o potencial aumenta (Atração).

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2. Cargas negativas criam potenciais negativos.

Uma carga positiva colocada numa região com potencial negativo procurará se dirigir no sentido em que o potencial diminui (Atração).

​

Uma carga negativa, nesse mesmo potencial, irá dirigir-se no sentido em que o potencial aumenta (Repulsão).

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Gráfico do potencial elétrico

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Energia potencial elétrica

Um campo de forças cujo trabalho entre dois pontos não depende da forma da trajetória é um campo conservativo. As forças desse campo são chamadas forças conservativas. É o caso da força gravitacional, da força elástica e da força elétrica.

Aos campos de forças conservativas associa-se o conceito de energia potencial.

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Na posição A, q não possui energia cinética (foi abandonada em repouso), mas possui a qualidade em potencial de vir a ter energia cinética, pois, ao ser abandonada, a força elétrica realiza trabalho (entre A e B) igual à energia cinética de q ao passar por B. Desse modo, na posição A a carga q tem energia associada à sua posição. Essa energia é denominada energia potencial elétrica.

Usando o teorema trabalho – energia, temos: