Autor do Blog é um professor de Física formado pela UFPR, especialista em ensino de Ciências e Matemática pelo IBPEX, que adora a disciplina que escolheu, e de estar por dentro dos desenvolvimentos da Ciência e da Tecnologia. Cético até a medula. Darwinista de carteirinha. Cartesiano, Newtoniano, Mecanicista. Cínico várias vezes ao dia. Chato só com quem merece (as vezes muito chato!). Se você gosta de Ciência como eu gosto, seu lugar é aqui. Mas se é de astrologia, homeopatia, criacionismo, design inteligente, ufos e coisas assemelhadas só lamento.

terça-feira, abril 24, 2007

Potencial elétrico

O potencial elétrico é uma propriedade do espaço onde existe um campo elétrico.
Um campo elétrico pode ser produzido por carga puntual ou por alguma distribuição de carga - pois o potencial depende da carga que cria o campo e da posição relativa à carga. Mas uma coisa tem que ficar clara, ele, o potencial, não depende da carga de prova (aquela que se usa para verificar a existência do campo elétrico).

Então em uma região do espaço onde existe um campo elétrico todos os pontos desse espaço possuem um potencial. Todos os pontos que porventura apresentarem potenciais iguais formam uma "equipotencial" - ou seja, uma região com mesmo potencial.


Os potenciais se manifestam sobre cargas elétrica da seguinte forma: para mover uma carga de prova 'q' positiva de um ponto com potencial Va para outro com potencial maior Vb, é necessário realizar um trabalho W sobre ela. Damos um nome para a quantidade de trabalho por unidade de carga, esse nome é "diferença de potencial".
Ou seja, a ddp que é Vb - Va é igual ao trabalho realizado sobre uma unidade de carga. Podemos escrever assim:

Vb - Va = W/q

A definição de potencial é parecida com a de ddp. Mas na ddp consideramos dois pontos separados de uma distância finita. No potencial vamos considerar um ponto no infinito.
Dizemos que o potencial em um ponto A (representamos por Va) é equivalente ao trabalho elétrico (por unidade de carga) realizado para trazer uma carga de prova q do infinito até o ponto. Ou o contrário, que é o trabalho (por unidade de carga) para levar a carga de prova q desde de o ponto A até o infinito.
Acontece que o trabalho para trazer a carga do infinito até um determinado ponto é a definição de energia potencial (daí o nome de potencial) Assim podemos dizer que o potencial no ponto A é:
Va = Ep(a)/q

Para entender melhor o potencial Va (de um ponto A de um campo elétrico) representa o máximo trabalho elétrico que se pode realizar sobre uma unidade de carga elétrica colocada naquele ponto.

Digamos que em A o máximo trabalho que se pode realizar sobre uma unidade de carga (1C) é 20 J então o potencial nesse ponto é Va = 20 V. Se em B o máximo trabalho que se pode realizar sobre um unidade de carga for 35 J, então o potencial em B é Vb = 35 V Então entre A e B temos uma diferença de potencial Vb-Va = 15 V, ou seja, para levar 1 C de carga de a para b realizamos um trabalho de 15 J.

34 comentários:

Anônimo disse...

massa o post mas queria saber como encontro o valor Q tendo apenas o potencial e o campo

Sandro disse...

Supondo que Q seja a carga que produz o campo e q a carga de prova que "sente" esse campo temos que a energia potencial de q no campo elétrico é: Ep = k.q.Q/d, sendo d a distância entre as cargas. Como o potencial é V = Ep/q temos que
V = k.Q/d Assim se você tem o valor do potencial e uma distância pode achar o valor da carga Q que produz o campo.

Duque King's disse...

Muito bom sua explicação, me tirou muitas dúvidas. PRocurei respostas em livros, mas só achei aqui.. Obrigado!!!

Mônica Alves disse...

Obrigada!
Você foi bastante claro.
Minhas dúvidas de física já sei onde posso tirá-las.. rs
Abraço e sucesso!

Sandro disse...

Prezado auto-intitulado "Físico Teórico" - seu comentário foi excluído, afinal este blog é meu e eu escrevo o que eu quero. Isso aqui não é democracia... nem privada...
Quer continuar a acreditar em anjos, homeopatia, criacionismo, ou qualquer outra bobagem fique a vontade, mas longe daqui.

Anônimo disse...

Preciso da sua ajuda ...
Me ajude a resolver esse exercicio.
A 3m de uma carga forte,o potencial eletrico vale -30volts. Sabe-se que o meio é vácuo.

Anônimo disse...

A Professor. Obrigado pelas informações! Precisava de completar meu trbalho e encontrei aqui o complemento ideal!

Muito bom o seu blog! :D

Anônimo disse...

Olá, gostaria de saber a definição do potencial elétrico numa barra carregada.

Anônimo disse...

Gostaria de saber a razão pela qual a d.d.p num circuito montado em paralelo é igual em todos os pontos desse circuito.

Sandro disse...

Acontece que em uma ligação em paralelo todos os elementos estão diretamente ligados aos terminais da fonte, por isso a ddp sobre eles é a ddp fornecida pela fonte.

Netin disse...

Gostei Bastante,
Tirou minhas dúvidas sobre potencial Elétrico. Thank You.

Netin

Fabi disse...

Me ajuda por favor...
Como resolver:
Uma carga pontual positiva de q=20C está fixa na origem. Uma outra carga pontual positiva de carga de q1=10C e massa de 1 mg é libertada, em repouso, na posição x=1m.
a)qual o potencial eletrico gerado pela caraga q em x=1m, V(1m)?
b) qual a diferença de potencial delatV=V(10m)-V(1m)?
c)determine a velocidade da carga q1 em x=10m.

É urgente.Prova!!!

Sandro disse...

A uma distância d da carga q1 o potencial será dado por: V1 = k.q1/d
Sendo k = 9.10^9, q1 = 10 C e d = 1m
Na distância de 10 metros a fórmula é a mesma, a única diferença é que d = 10 m.
Assim vc pode calcular o potencial V1 para d1 = 1 m e V2 para d2 = 10 m
A diferença de potencial será a diferença mesmo: U = V2 - V1
Como U = Trab/q e como trabalho neste caso será a energia cinética adquirida:
m.v²/2 = V2 - V1
v² = (V2 - V1)/m

Anônimo disse...

legal sua explicação!!
mais queria te dizer uma coisinha
a vida é muito mais do que só isso aqui,muito mais do que ciência

Jesus ta voltando, e por mais que você acredite em Darwin, e a sua evolução, ele foi mais um mortal,morreu e aí?, mais Cristo pode te trazer a vida eterna...

Sandro disse...

Prezado Anônimo de 15 de maio, obrigado por seu comentário. Mas veja que (1) acreditar na Teoria da Evolução por Seleção Natural (Darwin) não faz de mim necessariamente um ateu; (2) cético não é sinônimo de ateu (um cético não tem certeza se Deus existe ou não, um ateu "tem certeza" que não existe, o crente é o oposto disso); (3) a proposta do blog não é discutir crenças, apenas falar de Ciência e mais especificamente de Física.

ZÉ DE LOLA disse...

(VunespFMJ-SP) A região do espaço onde se manifesta uma propriedade física designa-se por campo. O chamado eletrostático, E, gerado por cargas pontuais em repouso, apresenta as seguintes características: I. é uma grandeza potencial. pois só depende da posição do ponto em relação a carga criada;
II. o campo criado por uma só carga é um campo de forças atrativas ou repulsivas;
III. o campo elétrico, E, criado por uma distribuição de n cargas pontuais, é igual à soma algébrica dos campos criados por cada uma das cargas. Está correto o contido apenas em: a)I b)II c)III d) I e II e)IIeIII.

Anônimo disse...

Muito bom seu blog!! Parabéns e sucesso!!

Sandro disse...

Sobre a questão "(VunespFMJ-SP) A região do espaço onde se manifesta ..."
Lembre que o campo elétrico é uma grandeza vetorial, ou seja, possui direção e sentido, então a afirmação I é falsa. O campo elétrico criado por uma carga puntual pode ser atrativo ou repulsivo, depende do sinal da carga de prova. Se várias cargas contribuem com a criação de um campo, então o campo resultante é a soma vetorial dos campos produzidos por cada uma das cargas.

Anônimo disse...

Gostaria de saber se é possível medir o potencial elétrico diretamente, e uma justificativa! Desde já obrigada!

Anônimo disse...

1 É possivel medir um potencial elétrico diretamente? (Justificativa)
2 Por que precisamos de um eletrodo de referência para medir uma DDP?
Desde já obrigada!

Anônimo disse...

muito legal seu post. Otimo trabalho

Anônimo disse...

Olá. tem uma questão de fisica aqui que eu empaquei, poderia me ajudar? Uma circunferencia tem sua carga distribuida uniformemente em seu comprimento. determine o potencial num ponto P do eixo, a uma distancia x de seu centro.
Obrigada desde já.

Plínio disse...

Oi Sandro,
Também sou professor de Física e também adoro ciência. Mas adorar ciência significa adorar o conhecimento, todo o conhecimento. E a Física é parte de um todo infinito que não se completa sozinha; e quanto mais estudo a natureza mais entendo que não sabemos nada! E por não saber "NADA", não podemos ignorar outras linhas de conhecimento; até porque, como você sabe, uma teoria é verdadeira até o momento que outra teoria a suplante ou a substitua. E, até quando será verdade o que você acredita hoje? E o que é verdade? Não se engane! Você não sabe nem 5% do que pensa que sabe. E por não ser o dono da verdade, você não pode determiná-la. Existe uma verdade bem maior que sua limitada mente não pode compreender e que está bem acima da capacidade humana, na qual esse conhecimentozinho nosso é apenas uma pequena parte de um todo assim como a física clássica de Newton está para a física moderna de Einstein. Espero que um dia você venha a compreender e tirar essa cegueira chamada “conhecimento incompleto” ou imaturidade.
Um abraço de seu colega Plínio Marcos dos Santos (pliniofis@hotmail.com)

Anônimo disse...

Parabéns! Adorei sua explicação, me ajudou muito, está muito clara e precisa. Faça sobre tudo de física, você manda bem...

Anônimo disse...

Se o campo elétrico e a carga de prova possuirem sinais opostos, então isso significa que o potencial da carga de prova é maior quanto mais distante ela estiver do centro do campo elétrico?

Cern team disse...
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MENDONÇA disse...

Caro Sandro, independente do que você acredita ou deixa de acreditar, seu blogger pode contribuir bastante para os que procuram bons conteúdos na rede.Como trata da Física, especialmente de pontencial elétrico, gostaria que fizesse uma exposição das razões de termos tensões diferentes no Brasil para os consumidores.(110V e 220V).

Anônimo disse...

Oi. Gostaria de saber se o valor da voltagem é alterado de acordo com a carga q que se desloca entre dois pontos. Obrigada.

Sandro disse...

No caso ideal considera-se que a carga de prova (aquela que se move no campo) não altera o campo ao seu redor e não altera o potencial. No caso real sempre existe a interação mútua, de forma que alguma alteração pode ocorrer.

Anônimo disse...

Valeu, vc explicou de uma forma mais didática que não se encontra nos livros

Filipe Castro disse...

Este post ajudou-me e muito. Obrigado por tudo estarei seguido seu blog. Desde já agradeço.

Anônimo disse...

muuito bom!

Ana Paula disse...

Muito bom, eu adoro Física!!! Adorei esse seu conceito de Potencial elétrico, estou estudando para entrar na UFPR .Muito obrigada :) beijos

keplersil disse...

Desculpe-me, mas o potencial não é uma propriedade do espaço. Pois nem sabemos ainda muito bem o que é espaço. Se o comprimento é uma propriedade do espaço quais são as propriedades do espaço? É muito mais fácil entender que o potencial elétrico é uma grandeza escalar(mais fácil de entender e usar que a vetorial com campo elétrico) que nos dá em um ponto escolhido a capacidade de realizar trabalho em uma carga.