Potenzialeelettrico o voltaggioelettrico è la quantità di energia bisogno di muoversi a carica elettrica unitario tra due punti distinti di una regione con a campo elettrico. oh potenzialeelettrico è una grandezza fisica salita misurare in volt (V), che è equivalente a joulepercoulomb (J/C) in unità SI.
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Proprietà del potenziale elettrico
oh potenzialeelettrico è la quantità di energia potenziale elettrica, in joule, per unità di carica, in coulomb. Capire: affermare che uno sbocco fornisce 110V di potenziale elettrico equivale a dire che cede 110 J di energia per ogni coulomb di carica elettrica che passa attraverso i suoi terminali.
Il potenziale elettrico nel punto in cui la carica che cosa è è direttamenteproporzionale al modulo di carico elettrico che cosa che lo produce, ed inversamente proporzionale alla distanza D:
Come puoi vedere in figura, tutto macchie
equidistante (linee rosse) al carico generatore (Q) sono nel stessopotenzialeelettrico e, per questo, sono chiamati equipotenziali. IL formula utilizzato per calcolare il potenziale elettrico è questo:
tu – potenziale elettrico (V)
Q – carica elettrica (C)
K0 – costante di vuoto elettrostatico (9.0.109 Nm²/C²)
D – distanza (m)
Il potenziale elettrico può ammettere segnali algebrico, positivo e negativo,imparentatodirettamente Come segno di carica che genera il potenziale e con la distanza D fino a quella carica. Vale a dire che, in prossimità di un corpo elettricamente carico, esistono infiniti valori di potenziale elettrico, determinati dalla distanza da quella carica. In questo modo un potenziale elettrico di una carica sarà esattamente uguale a 0 solo quando la distanza tra il punto in cui si vuole misurare un potenziale nullo e la carica è infinitamente grande.
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C'è un altro modo per definire il potenziale elettrico mettendolo in relazione con l'energia potenziale elettrica, ecco come:
EPiedelà – energia potenziale elettrica (J)
Definizione di potenziale elettrico
Considera che a caricaelettricopuntualeche cosa è a un punto IL di campo elettrico uniforme E, come mostrato in figura, e poi viene spostato al punto B.
Calcoliamo il energia richiesto per l'addebito spostatonel mezzotumacchieA e B, separati da una distanza D. Per fare ciò, useremo la definizione di Opera:
Ricorda che il forza elettrica prodotto dal campo elettrico e agente sulla carica q è uguale al prodotto della carica q con il campo elettrico E:
Unendo le formule precedenti, abbiamo un'espressione diversa per il lavoro svolto dalla forza elettrica:
Successivamente, dobbiamo ricordare com'è la relazione tra il campo elettrico. E e il potenziale elettrico tu. Così:
Infine, troviamo un'espressione utilizzata per calcolare il potenziale elettrico in termini di lavoro svolto per spostare la carica elettrica tra i punti A e B, come ora mostriamo:
Poiché il lavoro compiuto per spostare la carica elettrica tra i punti A e B è equivalente a quantità di energia elettrica che il carico "acquista" o "perde", il potenziale elettrico può essere compreso come un rapporto energia/carica, come spiegato.
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Esercizi sul potenziale elettrico
Domanda 1) Tra due piastre metalliche cariche, distanziate di 10 cm l'una dall'altra, esiste un campo elettrico di 500 V/m. Determinare la differenza di potenziale elettrico tra di loro.
a) 10V
b) 100V
c) 50V
d) 500V
e) 5000 V
Feedback: lettera C
Risoluzione:
Dopo aver convertito la distanza tra le piastre, trasformandola in metri (10 cm = 0,1 m), utilizzeremo la formula che mette in relazione il campo elettrico con la differenza di potenziale, osserva:
Attraverso il calcolo mostrato, abbiamo scoperto che la differenza di potenziale tra le piastre è di 50 V, quindi l'alternativa corretta è la lettera c.
Domanda 2) Rivedere le dichiarazioni relative al potenziale elettrico:
I – Il potenziale elettrico è una grandezza scalare.
II – L'unità di misura del potenziale elettrico è l'ampere (A).
III – Il potenziale elettrico in un certo punto dello spazio è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla carica elettrica.
IV – L'unità di misura del potenziale elettrico, secondo il SI, è il volt (V).
È (sono) vero:
a) I e II
b) I e IV
c) II e III
d) I, II e III
e) II, III e IV
Feedback: Lettera b
Risoluzione:
Le affermazioni II e III sono false, poiché l'unità di misura è il volt e il potenziale elettrico è inversamente proporzionale alla distanza dal carico. Pertanto, le affermazioni I e IV sono corrette.
Domanda 3) Una particella carica elettricamente, con una carica di 2 mC (2.0.10-3 C), subisce un lavoro di 5,0 J quando trasportato tra due punti di un circuito elettrico. Determinare la differenza di potenziale tra questi punti.
a) 3.0.106 V
b) 4,5.102 V
c) 0.5.103 V
d) 2.5.10-3 V
e) 10.10-4 V
Feedback: Lettera D
Risoluzione:
Per risolvere l'esercizio basta utilizzare la formula che mette in relazione potenziale elettrico e lavoro, osservare:
In base al risultato ottenuto, la risposta corretta è la lettera d.
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm