Trabalho e Potencial Elétrico

Trabalho e Potencial Elétrico

1. Energia potencial elétrica

   • Uma força elétrica pode ser observada ao submetermos uma carga elétrica a um campo elétrico.
   • A partir de uma carga qualquer q sobre um ponto qualquer de um campo elétrico gerado por uma carga Q. Além da força elétrica que vai aparecer, podemos, também, calcular a energia associada a essa carga q.
   • Essa energia recebe o nome de energia potencial elétrica (Epot), e podemos calcular essa energia da seguinte forma: Epot = K.

2. Potencial elétrico

   • É a capacidade de um corpo eletrizado de realizar trabalho por meio da força elétrica, ou seja, de atrair ou repelir cargas elétricas ao seu alcance.
   • Pode ser calculado das seguintes formas:
     • A primeira consiste em utilizar o valor da energia potencial elétrica: V = Epot/q
     • A segunda utilizamos os parâmetros da carga em si: V = K.(q/d)
   • A energia potencial elétrica e o potencial elétrico são grandezas escalares. Isso significa que a natureza da carga influencia no valor do potencial. Caso:
     • q > 0 → V > 0
     • q < 0 → V < 0

3. Trabalho da força elétrica

   • O trabalho que a força elétrica realiza para levar uma carga q de um ponto do espaço de potencial elétrico VA até um ponto do espaço de potencial elétrico VB é dado por:
     • WAB = q ∙ (VA − VB)
   • Também podemos escrever essa equação da seguinte forma:
     • WAB = q ∙ UAB
     • Onde: UAB = VA − V
     • Chamamos o termo UAB de diferença de potencial.

4. Superfícies Equipotenciais

   • As superfícies equipotenciais são linhas ou superfícies imaginárias cujos pontos possuem um mesmo potencial.
   • Cabe ressaltar que as linhas de força são perpendiculares às linhas ou superfícies equipotenciais quando ambas se cruzam.

5. Campo elétrico uniforme

   • Um campo elétrico recebe a classificação de uniforme quando suas linhas de força (linhas de campo elétrico) forem retas, paralelas e uniformemente distribuídas.
   • Nessa situação, as superfícies equipotenciais serão planos paralelos entre si, e cada plano é perpendicular às linhas de força
   • Neste caso da imagem, a relação entre a diferença de potencial (UAB) entre os pontos A e B, o campo elétrico (E) e a distância (d) entre uma equipotencial e outra é:
     • U = E. d

6. LEGENDA:

   • K a constante eletrostática do meio
     • K = 9 ∙ 109Nm2/C² (no vácuo)
   • Q o valor da carga que gerou o campo elétrico
   • q o valor da carga que calculamos a energia
   • d a distância entre as duas cargas

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