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Energia potencial elétrica

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Energia potencial elétrica ou energia potencial eletrostática, é a energia potencial que resulta da interação conservativa de Coulomb; encontrando-se atrelada à configuração espacial de um sistema formado por cargas elétricas estáticas e/ou em movimento retilíneo uniforme. O termo "energia potencial elétrica" é geral, sendo utilizado para descrever a energia potencial em ambos os casos, enquanto o termo "energia potencial eletrostática" é utilizado em específico para descrever a energia potencial em sistemas com campos elétricos que essencialmente não variam com o tempo, ou seja, em sistema com cargas imóveis perante o referencial adotado. Não se deve confundir os mesmos com potencial elétrico, (medido em volts). Importante ressaltar que os campos elétricos atrelados a ondas eletromagnéticas não constituem campos conservativos, e por tal não admitem a associação à um potencial elétrico e ao conceito de energia potencial elétrica conforme estritamente definidos. Cargas elétricas aceleradas [1] emitem ondas eletromagnéticas, e às últimas não associam-se energias potenciais.

"A energia elétrica" é a energia recém derivada da energia potencial elétrica. Quando usado vagamente para descrever a energia absorvida ou emitida por um circuito elétrico - por exemplo aquele fornecido por uma fonte elétrica - refere-se à energia que foi convertida a partir da energia potencial elétrica. Esta energia é gerada pela combinação de corrente eléctrica e potencial eléctrico que são fornecidos pelo circuito, sendo que no ponto onde essa energia potencial elétrica foi convertida em outro tipo de energia, ela deixa de ser energia potencial elétrica. Assim, a assim chamada "energia elétrica" é uma energia potencial antes de ser entregue para a utilização final, se transformando em um outro tipo de energia (calor, luz, movimento, etc.).

DefiniçãoEditar

Define-se energia potencial elétrica de duas cargas, como o trabalho realizado pelas forças do campo para as trazer de uma distância infinita, onde se considera a energia potencial elétrica nula [Ep (∞)=0], a uma distância r, finita.[2] O nível de referência considerado para definir energia potencial elétrica é, portanto, o infinito - distância à qual a interação eletrostática se anula.[2]

Assim, para uma distância r, finita, entre as duas cargas pontuais, a energia potencial elétrica do sistema é dada pela expressão[2]:

 

Onde:

  •   é a energia potencial elétrica.
  •   é a constante dielétrica ou permitividade do meio.
  •   e   são cargas elétricas (em Coloumb).
  •   é a distância entre cargas (em metros).

A referência zero é usualmente adotada para ser o estado no qual as cargas de teste estão bastante separadas (tendendo ao infinito) e em repouso.[3]

A energia potencial elétrica   de uma carga puntual  , em presença de um campo elétrico  , é definida como o negativo do trabalho   exercido pela força eletrostática para trazer de sua posição inicial   para outra posição  ,[4] podendo-se obter a seguinte equação:

  , em que   é a constante elétrica do meio,   a carga geradora do potencial elétrico,   a carga que vai ser dotada de energia, e   a distância atual entre elas (cargas) e   é a distância de referência.

 , onde V é o potencial elétrico.

Ver tambémEditar

Referências

  1. ... a rigor, movendo-se em trajetórias diferentes das respectivas geodésicas espaçotemporais associadas,
  2. a b c Maciel, Noemia (2012). Física, 12 Classe. Luanda: Porto Editora. p. 352. ISBN 978-972-0-08020-2 
  3. Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl (1997). «Electric Potential». Fundamentals of Physics 5th ed. [S.l.]: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-10559-7 
  4. Electromagnetism (2nd edition), I.S. Grant, W.R. Phillips, Manchester Physics Series, 2008 ISBN 0-471-92712-0