POTENCIAL ELÉTRICO PROFESSOR RODRIGO PENNA Professor Rodrigo Penna 1 Professor Rodrigo Penna EMAILs - Técnico em Eletrônica, CEFET/MG, 1990. - Graduado em Física, UFMG, 1994. Licenciatura plena. - Pós-Graduado em Ensino de Física, Faculdade de Educação, UFMG, 1999. - Mestre em Ciências e Técnicas Nucleares, Departamento de Engenharia Nuclear, UFMG, 2006. - Doutorando em Ciências e Técnicas Nucleares, Departamento de Engenharia Nuclear, UFMG. Já atuou no Ensino Fundamental, Médio, Pré-Vestibular, Técnico e Superior, nas redes Pública e Privada. Site na Internet: www.fisicanovestibular Link para curriculum no Sistema Lattes: http://lattes.cnpq.br/6150368513460565 [email protected] [email protected] Professor Rodrigo Penna 2 Um corpo carregado cria em torno de si um Campo Elétrico e este faz surgir uma força que tende a mover a carga de teste +q do ponto A para o B + + + A qq q q q q q q FF F F F F F F ++ + + + + + + Professor Rodrigo Penna B 3 CONCEITO A Diferença de Potencial entre os pontos A e B é definida como a razão entre o trabalho realizado pela força para levar a carguinha +q de A até B (ou a energia transferida pela força à carguinha) e o módulo da carga energia V V q q T V AB A AB B Professor Rodrigo Penna 4 DIFERENÇA DE POTENCIAL também é conhecida como DDP , Tensão Elétrica ou simplesmente Voltagem Professor Rodrigo Penna 5 UNIDADE DE DDP ( VOLTAGEM ) No S.I a unidade de DDP ou Voltagem é : V= Joule Coulomb Professor = VOLT Rodrigo Penna 6 Uma voltagem comum de 110v significa que para cada 1C de carga que atravessar os terminais da tomada serão entregues 110J de Energia A DDP independe do caminho escolhido para ir de A até B (a força elétrica é conservativa ) + + + A B Professor Rodrigo Penna 7 Sentido do movimento de uma carga Na situação mostrada , vimos que uma carga positiva tende a se deslocar para a direita . Neste caso , o Trabalho ( e a DDP ) são positivos: logo, V A VB + + + A q + F Professor d B Rodrigo Penna 8 A carga POSITIVA tende a se deslocar dos pontos de maior para os de menor potencial V + + + A A V B qq q q q q q q FF F F F F F F ++ + + + + + + Professor Rodrigo Penna B 9 A carga NEGATIVA tende a se deslocar dos pontos de menor para o maior potencial V + + + A B V A -q -q -q -q-q-q -q FF F F F FF -- - - - -- Professor Rodrigo Penna B 10 Voltagem em um Campo Elétrico Uniforme É fácil mostrar que , num campo uniforme a voltagem é dada por : V E.d AB + + + + + A E d Professor Rodrigo Penna B 11 Observe : V AB 12V V A V B 12V V A V B 12V A B - + + + + + + 13 32 67 12 = 1 + 12V = 20 + 12V = 55 + 12V = 0 + 12V - Bateria12V Professor Rodrigo Penna 12 POTENCIAL EM UM PONTO O potencial em apenas um ponto (e não a diferença de potencial) é medido em relação a outro ponto INFINITAMENTE DISTANTE. V B V AB 0 V V V 0 V A B Professor A Rodrigo Penna A 13 CARGA PUNTIFORME Q V d k Q + 0 q A F + Professor Rodrigo Penna B 14 CARGA PUNTIFORME Q P d + Q V d k Professor Rodrigo Penna 0 15 O potencial é uma grandeza escalar. No caso de haver várias cargas, basta somar o potencial estabelecido por cada uma no ponto P. O sinal de cada carga DEVE SER usado na fórmula. P d1 d2 + d3 - Q1 + Q3 Q2 Professor Rodrigo Penna 16 No interior de uma esfera eletrizada o Potencial é CONSTANTE. Q V R k 0 para pontos no interior até a superfície da esfera Professor Rodrigo Penna 17 Potencial estabelecido por uma esfera eletrizada Q Q V r R k A r B 0 R C Q V = VA = VB = VC R k 0 Professor Rodrigo Penna 18 Potencial estabelecido por uma esfera eletrizada Gráfico: V = constante Q k0 R V R Professor Rodrigo Penna 1 r r 19 ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA Esta energia pode ser calculada da definição de Potencial. energia V E q.V q p A energia também é uma grandeza escalar. Professor Rodrigo Penna 20 SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS Como o nome sugere, são regiões com o MESMO POTENCIAL. Lembrando que o potencial depende da distância em relação à carga Linhas de força 90º + Superfície equipotencial Q Professor Rodrigo Penna 21 SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS As superfícies eqüipotenciais (S1, S2, S3) são perpendiculares às linhas de força do campo elétrico S1 + + + + + + + + A S2 S3 P’ d P P’’ Professor Rodrigo Penna - Superfície equipotencial B Linha de força 22 DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS ENTRE DOIS CONDUTORES Como os pontos no interior de um condutor têm que estar em um mesmo potencial, quando ligamos dois condutores a carga se distribui entre eles até que o potencial DOS DOIS se iguale. No caso de condutores esféricos, chegamos a: Q 1 Q 2 Professor R 1 R 2 Rodrigo Penna 23 Todos os pontos de um condutor em equilíbrio têm o mesmo potencial. 1 2 E Q1 90º B E=0 D Q2 - A C Quando é estabelecido o contato elétrico entre dois condutores, há passagem de carga elétrica de um para o outro até que seus potenciais se igualem. Superfície equipotencial Professor Rodrigo Penna 24 ELÉTRONS R1 R2 1 2 Q1 V1 = V2 1 Q2 2 Professor Rodrigo Penna 25 BIBLIOGRAFIA • Beatriz Alvarenga e Antônio Máximo, Curso de Física, volume 3. Professor Rodrigo Penna 26