Potencial eletrico

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INSTITUTO DE FÍSICA  UFRGS FÍSICA IIC (FIS01182) Método Keller

UNIDADE V
I.  Introdução :

O POTENCIAL ELÉTRICO
As duas unidades anteriores foram dedicadas ao estudo e cálculo de campos elétricos a partir de sua própria denição e da Lei de Gauss. Entretanto, como comentamos na unidade anterior, o campo elétrico (uma grandeza

escalar ,

o

potencial elétrico V . diferenças

Esta grandeza jáé sua conhecida, pois a

vetorial ) pode também ser descrito em termos de uma grandeza tensão (ou voltagem) ddp).
Na

utilizada em sua casa para fazer funcionar seus equipamentos eletroeletrônicos nada mais é do que uma diferença de potencial elétrico (ou, simplesmente, diferença de potencial ou realidade, são as de potencial que nos interessam. Veremos que denir potencial num

ponto qualquersignica escolher arbitrariamente um ponto como tendo potencial nulo. A diferença de potencial elétrico entre dois pontos denida como sendo:

A

e

B

de uma região que possue um campo elétrico

E

é

o trabalho necessário para deslocar uma carga unitária q0 de A até B , ou seja,
VB − VA = WAB q0
a diferença de

Observe que uma denição similar pode ser usada no campo gravitacional: o trabalhonecessário para deslocar uma unidade de massa entre estes dois pontos.

potencial gravitacional entre dois pontos dados num campo gravitacional é também denida como Você ainda deve estar lembrado que o trabalho realizado para deslocar um corpo de massa

m de

um ponto a outro no campo gravitacional é igual à variação da energia potencial gravitacional deste corpo e não depende da trajetória seguidapor ele. Então, a diferença de potencial gravitacional nada mais é do que a energia potencial gravitacional por unidade de massa, adquirida pelo corpo, quando ele é deslocado entre os dois pontos do campo e é independente da trajetória. Da mesma forma, a diferenca de potencial elétrico é, simplesmente, energia potencial elétrica por unidade de carga adquirida por uma carga quando deslocada de umponto a outro num campo elétrico e também independe da trajetória.

em um ponto , basta supor que o outro ponto está no innito , e arbitrariamente atribuir valor zero ao potencial no innito . Assim, o potencial, gravitacional ou elétrico, será igual ao trabalho necessário para deslocar uma massa ou uma carga unitárias desde o innito até o ponto considerado no campo gravitacional ou elétrico. Já ovetor
Se quisermos chegar ao conceito de potencial intensidade de campo elétrico

E é denido em termos da forca elétrica atuando sobre q0 . E:
B

Utilizando

estas duas denições podemos chegar a uma equação que expressa a relação existente entre a diferença de potencial elétrico e

VB − VA = −

A

E · dl .

1

O potencial elétrico

V

e o vetor intensidade de campo elétrico

E

são, portanto,realmente

grandezas intimamente relacionadas. Podemos obter uma a partir da outra, sendo apenas uma questão de conveniência escolherse Nesta unidade você aprenderá a obter

uma ou outra grandeza na solução de determinado problema.
V
a partir de

E,

e viceversa.

Se o campo elétrico for uniforme, o cálculo do potencial se torna muito mais fácil do que se ele for função da posição, o quegeralmente acontece. Neste último caso, o cálculo envolve a

linha acima, a qual contém E , sendo necessário conhecerse a função que o descreve.
que quando conhecemos o valor de

integral de

Isso signica

V

em um ponto especíco (não em um ponto qualquer) e queremos obter

E,

não podemos simplesmente dividir o valor de

V
e

por uma distância, pois este valor

é conhecido apenas em um certo ponto, ea relação entre

E

V

é uma

relação entre funções .

Você aprenderá a calcular o potencial elétrico criado por distribuições discretas de cargas, sendo que uma seção é dedicada ao caso particular do potencial elétrico produzido por um dipolo. Você já tratou com dipolos elétricos na Unidade III. Na seção 245 você calculou o campo elétrico produzido por ele em um ponto distante z medido sobre...
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