Revisão e Resumo

Figura 24-23 Um condutor descarregado submetido a um campo elétrico externo. Os elétrons livres do condutor se distribuem na superfície de tal forma que o campo elétrico no interior do objeto é nulo e o campo elétrico na superfície é perpendicular à superfície.

Revisão e Resumo

Potencial Elétrico O potencial elétrico V em um ponto P onde existe um campo elétrico produzido por um objeto carregado é dado por

em que W é o trabalho que seria realizado por uma força elétrica sobre ∞

uma carga de prova positiva q para deslocá-la de uma distância infinita até 0

o ponto P, e U é a energia potencial do sistema carga de prova-objeto carregado na configuração final.

Energia Potencial Elétrica Se uma partícula de carga q é colocada em um ponto no qual a energia potencial produzida por um objeto carregado é V, a energia potencial elétrica U do sistema partícula-objeto é dada por

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

Se a partícula atravessa uma região onde existe uma variação ΔV da energia potencial elétrica enquanto é submetida a uma força externa que exerce um trabalho W sobre a partícula, a variação da energia cinética da partícula é ext

dada por

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:

Superfícies Equipotenciais Os pontos que pertencem a uma superfície equipotencial possuem o mesmo potencial elétrico. O trabalho realizado sobre uma carga de prova para deslocá-la de uma superfície equipotencial para outra não depende da localização dos pontos inicial e final nem da trajetória entre os pontos. O campo elétrico é sempre perpendicular à superfície equipotencial correspondente.

Cálculo de V a Partir de A diferença de potencial elétrico entre dois pontos i e f é dada por

em que a integral é calculada ao longo de qualquer trajetória que comece no ponto i e termine no ponto f. Se tomamos como referência o potencial V = i 0, o potencial em um ponto qualquer é dado por

No caso especial de um campo uniforme de módulo E, a diferença de potencial entre dois planos equipotenciais vizinhos (paralelos) separados por uma distância Δx é dada por

Potencial Produzido por uma Partícula Carregada O potencial elétrico produzido por uma partícula carregada a uma distância r da partícula é dado por

em que V tem o mesmo sinal de q. O potencial produzido por um conjunto de cargas pontuais é dado por

Potencial Produzido por um Dipolo Elétrico A uma distância r de um dipolo elétrico com um momento dipolar elétrico p = qd, o potencial elétrico do dipolo é dado por

para r >> d; o ângulo θ é definido na Fig. 24-13.

Potencial Produzido por uma Distribuição Contínua de Carga No caso

de uma distribuição contínua de carga, a Eq. 24-27 se torna

em que a integral é calculada para toda a distribuição.

Cálculo de a Partir de V A componente de em qualquer direção é o negativo da taxa de variação do potencial com a distância na direção considerada: