Aula 7 - Potencial Elétrico.

Física
Aula 7 – Eletricidade
Prof.: Célio Normando
Potencial Elétrico
•Trabalho
•Diferença de potencial
elétrico (d.d.p.)
•Diferença de potencial e
campo elétrico uniforme
Introdução
O trabalho de uma força F (constante), para deslocar um corpo
de massa m da posição 1 para a posição 2, é definido pela
expressão:
F
m
1
α
F
m m αm αm
d
W = F . d . cos 
F: módulo da força
d: módulo do deslocamento
α: ângulo formado entre F e d
F
α
m
2
F F
α
α
F
Introdução
No caso da força F ser variável, então o trabalho pode ser
calculado através da área do gráfico de Força x deslocamento.
F
F1
W
F2
0
d1
d2
d
Observe que, de uma maneira geral, a força elétrica é variável e, portanto, o
trabalho será calculado pela área no gráfico da Força x deslocamento
Diferença de potencial elétrico (d.d.p.)
E
F
F
F
F
F E
Imagine dois pontos A e B
de um campo elétrico.
Uma carga de prova (q),
B
A
colocada no ponto A, ficará
E
sujeita a ação de uma força
elétrica( F ).
E
A força elétrica realiza um
trabalho(WAB)para deslocar
VAB = WAB
a carga de prova de A para
q
B.
A diferença de potencial entre dois pontos A e B (VAB) é a razão entre o
trabalho realizado pela força elétrica, para transportar uma carga de prova
(q) do ponto A para o ponto B, e a carga (q) transportada.
+
+
+
+
+
Diferença de potencial elétrico (d.d.p.)
UNIDADES
MKS
joule/coulomb
(volt) (V)
CGS
erg/stat coulomb (stat volt) (stat V)
A diferença de potencial entre dois pontos(d.d.p.)
é também comumente chamada tensão ou
voltagem.
Conclusões
Quando uma carga é deslocada entre dois pontos de um campo
elétrico, perpendicularmente às linhas de força e a força elétrica
não realizar trabalho, os potenciais elétricos nestes dois pontos são
iguais.
A
E F
+
+
-+
q
+
-F
+
+
q
+
-F
+ d
+
-+
q
-F
+
+
+
q B
o
 = 90
W = F . d . cos . 
cos  = 0
W =0
W
V = q  V =0
V –V =0
V =V
AB
AB
AB
AB
AB
A
B
A
B
Conclusões
Observe o movimento da carga q neste campo elétrico.
A
E
+
+
+ +q +q +q +q
F F F
F
+
+
+
+
+
+
d
B
--+q -- F
---
α = 0°
cos α = 1
W = F.d.cos α
AB
W = F.d  W > 0
AB
AB
W 
V >0
V =
q(+)
AB
AB
AB
V –V > 0  V >V
A
B
A
B
Cargas positivas deslocam-se espontaneamente de pontos de maior
potencial para pontos de menor potencial.
As cargas negativas deslocam-se espontaneamente de pontos de menor
potencial, para pontos de maior potencial.
Conclusões
Note que o potencial elétrico diminui quando se percorre uma
linha de força no seu sentido.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
E
C
D
---------
Vc>Vd
Relação entre diferença de potencial e campo
elétrico uniforme
Uma carga q, positiva, abandonada no ponto A no
interior das placas, é deslocada para o ponto B pela ação
da força elétrica.
A
E
+
+
+ +q +q +q +q
F F F
F
+
+
+
+
+
+
d
B
--+q -- F
---
W = F . d . cos α
AB
α = 0°
cos α = 1
W = F.d  F = q . E
AB
W 
V =
V = q
AB
AB
AB
F.d
q
q.E.d 
V =
q
AB
V =E.d
AB

Relação entre diferença de potencial e campo
elétrico uniforme
Assim E = V
e, portanto, o campo elétrico passa a ter
d
as seguintes unidades:
AB
MKS
V/m
CGS
stat V/cm
Agora procure resolver as
Atividades de Sala e
Atividades Propostas.
As Soluções estão
disponíveis no Click Professor.