24 Potencial Elétrico

CAPÍTULO 24

Potencial Elétrico

24-1 POTENCIAL ELÉTRICO

Objetivos do Aprendizado

Depois de ler este módulo, você será capaz de ...

24.01 Saber que a força elétrica é conservativa e, portanto, é possível associar a ela uma energia

potencial.

24.02 Saber que a cada ponto do campo elétrico produzido por um objeto é possível associar um

potencial elétrico V, uma grandeza escalar que pode ser positiva ou negativa, dependendo do

sinal da carga do objeto.

24.03 No caso de uma partícula carregada sob o efeito do campo elétrico criado por um objeto, usar a

relação entre o potencial elétrico V criado pelo objeto nesse ponto, a carga q da partícula e a

energia potencial U do sistema partícula-objeto.

24.04 Converter a energia de joules para elétrons-volts e vice-versa.

24.05 No caso de uma partícula carregada que se desloca de um ponto inicial para um ponto final na

presença de um campo elétrico, usar as relações entre a variação ∆V do potencial, a carga q da

partícula, a variação ∆U da energia potencial e o trabalho W realizado pela força elétrica.

24.06 No caso de uma partícula carregada que se desloca de um ponto inicial para um ponto final na

presença de um campo elétrico, saber que o trabalho realizado pelo campo não depende da

trajetória da partícula.

24.07 No caso de uma partícula carregada que atravessa uma região onde existe uma variação ΔV da

energia potencial elétrica sem ser submetida a nenhuma outra força, conhecer a relação entre ∆V

e a variação ∆K da energia cinética da partícula.

24.08 No caso de uma partícula carregada que atravessa uma região onde existe uma variação ∆V da

energia potencial elétrica enquanto é submetida a outra força, conhecer a relação entre ∆V, a

variação ∆K da energia cinética da partícula e o trabalho W realizado pela força aplicada. ext Ideias-Chave

• O potencial elétrico V em um ponto P devido ao campo elétrico produzido por um objeto carregado é dado por

em que W é o trabalho que seria realizado pelo campo elétrico sobre uma carga de prova positiva q ∞0 se a carga fosse transportada de uma distância infinita até o ponto P, e U é a energia potencial elétrica que seria armazenada no sistema carga-objeto.

• Se uma partícula de carga q é colocada em um ponto no qual o potencial elétrico de um objeto carregado é V, a energia potencial elétrica U do sistema partícula-objeto é dada por

U = qV.

• Se uma partícula atravessa uma região onde existe uma diferença de potencial ΔV, a variação da energia potencial elétrica é dada por

ΔU = q ΔV = q(V = V ). f t

• De acordo com a lei de conservação da energia mecânica, se uma partícula atravessa uma região onde existe uma variação ∆V da energia potencial elétrica sem ser submetida a uma força externa, a variação da energia cinética da partícula é dada por

ΔK = q ΔV.

• De acordo com a lei de conservação da energia mecânica, se uma partícula atravessa uma região onde existe uma variação ∆V da energia potencial elétrica enquanto é submetida a uma força externa que realiza um trabalho W , a variação da energia cinética da partícula é dada por ext

ΔK = q ΔV + W . ext

• No caso especial em que ΔK = 0, o trabalho de uma força externa envolve apenas o movimento da partícula na presença de uma diferença de potencial:

W = q ΔV. ext O que É Física?