Potencial Elétrico e Energia Potencial Elétrica

Potencial Elétrico e Energia Potencial
Elétrica
Todo ponto que está sob o efeito de um campo
possui um potencial.
O campo gravitacional, por exemplo, cria um
potencial gravitacional num ponto do espaço e um
objeto localizado nesse ponto possui uma certa
energia potencial.
Com o campo elétrico ocorre algo similar.
Potencial Elétrico e Energia Potencial
Elétrica
Quando uma carga elétrica é colocada em uma
região essa região sofre o efeito do campo elétrico
produzido pela carga. Em qualquer ponto dessa
região existe um potencial elétrico.
O potencial elétrico é representado pelo símbolo V e
é obtido pela expressão: V = K. Q / d. Unidade: Volts
K  constante do meio, no vácuo K = 9 x 109 N.m2/C2
Q  carga elétrica que produz o campo elétrico
d  distância entre a carga e o ponto
Potencial Elétrico e Energia Potencial
Elétrica
Caso coloquemos uma carga num ponto que possui
um potencial elétrico, haverá uma energia potencial
elétrica entre essa carga e a carga geradora do
campo elétrico.
A energia potencial elétrica é representada pelo
símbolo E e é obtida através da expressão:
E = K . Q. q /d Unidade: Joules (J)
Onde q  carga elétrica que sofre a ação do campo
elétrico
Potencial Elétrico e Energia Potencial
Elétrica
Observações:
Existe um força elétrica entre as cargas então a não
ser que elas estejam fixas elas vão se movimentar,
modificando o valor da energia potencial elétrica.
Tanto o potencial quanto a energia potencial
elétrica são grandezas escalares, significa que eles
podem ser tanto positivos quanto negativos e são
somados normalmente.
Potencial Elétrico e Energia Potencial
Elétrica
Relação entre o potencial e a energia potencial
elétrica
Analisando as equações se pode observar a
seguinte relação: E = V . q , ou seja, a energia
potencial entre duas cargas é o potencial elétrico do
ponto multiplicado pela carga
Exemplos
Qual o potencial elétrico no ponto P?
Dados: d1 = d2 = d3 = 50 cm.
Q1 = 9 µC; Q2 = - 7 µC; Q3 = 8 µC
K = 9 x 109 N. m2/C2
Exemplos
Resolução: Calculamos o potencial devido a cada
carga e então somamos o resultado.
V1 = K . Q1 / d1  V1 = 9 . 109 . 9 . 10-6 / 0,5 
V1 = 81 . 103 / 0,5  V1 = 162 . 103 V
V2 = K . Q2 / d2  V2 = 9 . 109 . -7 . 10-6 / 0,5 
V2 = - 63 . 103 / 0,5  V2 = - 126 . 103 V
V3 = K . Q3 / d3  V3 = 9 . 109 . 8 . 10-6 / 0,5 
V3 = 72 . 103 / 0,5  V1 = 144 . 103 V
Exemplos
O Potencial Elétrico no ponto P será dado pela
soma da contribuição de cada carga.
Vr = V1 + V2 + V3
Vr = 162 . 103 – 126 . 103 + 144 . 103
Vr = 180 . 103 Volts
Exemplos
Caso uma carga q = -2 µC fosse colocada no ponto P,
qual seria a energia potencial elétrica entre essa
carga e as outras cargas do sistema?
Como já sabemos o
potencial elétrico devido as
outras cargas, para saber a
energia potencial elétrica
basta multiplicar a carga
pelo potencial elétrico.
Exemplos
Resolução
E=V.q
E = 180 x 103 . – 2 x 10-6 = - 360 x 10-3 J
Exemplos
Qual a energia potencial elétrica do sistema abaixo?
Dados: K = 9 x 109 N. m2/C2
Q = 8 µC; q = -4 mC; d = 10 cm
Exemplos
Resolução
Para determinar a energia potencial elétrica entre
duas cargas basta usar a expressão: E = K . Q. q /d
E = 9 x 109 . 8 x 10-6 . – 4 x 10-3 / 0,1
E = -288 x 100 /0,1
E = -2880 J