potencial eletrico

Aula-4
O Potencial Elétrico
Curso de Física Geral F-328
1o semestre, 2011

A energia potencial elétrica
Analogia gravitacional

f

m

 
U f − U i = − W = − ∫ mg. d l = mgh , i 

No caso eletrostático, como F = q0 E :

rf
  
U f − U i = − W = − ∫ qo E ( r ). dl

q0

 mg f

onde U é a energia potencial associada ao campo da força gravitacional . Note que h = h f − hi

f

 q0 E

i
Gravitação

i
Eletrostática

 ri No caso de forças conservativas (como o nosso), o resultado desta integral não depende do caminho de integração, mas apenas dos pontos inicial e final.

A energia potencial elétrica
 
F (r ) z ˆ

 rf  dl C

Se a força é devida a uma distribuição finita de cargas,

| ri |→ ∞ como a convém tomar configuração de referência tal que

Ui = 0

 ri y
ˆ
Q x ˆ
Ou seja,

Com isto, podemos definir a função

energia potencial U (r ) :

r

 

U ( r ) = − ∫ q0 E .dl
∝


U (r ) é o negativo do trabalho realizado pela força do campo

elétrico para trazer a partícula com carga q0 desde o infinito até r .

O potencial elétrico
É a energia potencial por unidade de carga:
U
∆U
V≡
∆V≡ q0 q0
Note que o potencial elétrico só depende do campo elétrico da distribuição de cargas.
Unidade: joule/coulomb = J/C = volt

Unidade de energia conveniente para cargas elementares: 1eV = elétron-volt= 1,6 x 10-19 J

Potencial em função do campo:

rf

  
V f − Vi = − ∫ E ( r ) .dl

ri

Se escolhermos o  infinito como referência: r 

 
V ( r ) = − ∫ E ( r ) . dl
∝

O potencial elétrico


E

Superfícies equipotenciais
São superfícies em que todos os pontos têm o mesmo potencial.

WI , WII , WIII e WIV = ?

As linhas de E são perpendiculares às superfícies equipotenciais.

Por quê?

E


E


E

O potencial elétrico
V de um campo uniforme

r
  
V f − Vi = − ∫ E ( r ) . dl

 dl 
EE